[发明专利]一种音乐路面及音乐产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通工程技术与声学领域，尤其涉及一种通过在道路表面构造周期性起伏结构，使车辆在行驶过程中通过轮胎与路面起伏结构间的周期性接触产生具有周期性的声音，并最终产生音乐的方法。

背景技术

车辆轮胎与路面接触时会发出声音，传统的观点将这种声音视为噪声，一般称为轮胎噪音。轮胎噪音一般被认为对驾驶员及乘客有负面影响，会造成注意力分散、疲劳、烦躁等不良反应。

而当前的一种观点认为，可以通过改变路面的物理结构使轮胎噪音成为一种具有周期性的声音，使驾乘人员感知到音高，从而产生音乐，消除轮胎噪音给驾乘人员带来的不良影响。

目前存在一种利用刻槽机在道路表面的不同区段内刻槽从而产生音乐的方法(申请号201110007756.5)。在这种方法中，区段内的凹槽间距和宽度决定了其与轮胎接触产生的声音的音高，区段的长度决定了声音的持续时间，且每一区段内凹槽的间距、深度、宽度相同。

音乐中的声音作为人的一种感知对象，具有以下四种属性：基频(其对应的心理量称为音高)、音长、音强和音色，这四种属性在音乐演奏过程中随时间变化，使听者产生悦耳的美感。现存的在道路路面产生音乐的方法只考虑了基频和音长两种属性，不足以刻画具有实际欣赏价值的音乐。另外，现存方法没有考虑声音属性随时间变化的特性，具体来说，其每个刻槽的区段内部，凹槽的物理属性是相同，所以其产生的音符内部的声音属性也是固定不变的，因此无法刻画声音随时间的变化特性。并且，音乐中同时演奏的音符经常不只一个，该现象一般称为复音(Polyphonic)，而现有技术并没有针对同时发出多个不同音符的情况给出解决方法。此外，在道路表面刻槽的施工方式会对道路表面造成不可逆的破坏，一旦施工完成，很难拆除其凹槽，另外，其对应的乐谱也固定了下来，很难对其修改或更新。

发明内容

本发明旨在提出一种新的在车辆行驶过程中，通过轮胎与道路表面接触的方式产生音乐声的方法。本方法可以控制所产生声音的基频、音长、音强和音色，并且可以随时间调节上述四种属性，实现对声音变化的细致刻画。本方法可以同时产生多个具有不同属性的声音，通过多个声音的组合产生同时演奏多个音符的音乐。另外，本方法具有易施工、易拆除和易修改的特点。

本发明的技术方案为：

一种音乐路面，其特征在于包括一路面层，所述路面层表面设有一个或多个起伏序列；其中，每一所述起伏序列包括多个周期性排列的起伏结构；每一所述起伏结构及其在路面的位置根据设定车速和待铺设音乐路面所对应音乐的基频曲线确定。

进一步的，所述路面层上设有一防滑耐压材料层，在所述防滑耐压材料层表面上设置所述起伏序列。

进一步的，多个所述起伏序列在所述防滑耐压材料层表面沿行驶方向并列排布。

进一步的，根据设定车速和所述起伏序列对应的乐音或复音序列的总时长确定所述起伏序列的长度；根据设定车速和所述起伏序列对应的乐音或复音的基频确定所述起伏序列中所述起伏结构的数目和长度；根据所述起伏序列对应的乐音或复音的音强确定所述起伏结构的高度；所述起伏序列对应的乐音或复音的音色确定所述起伏结构的形状。

进一步的，采用有限元和边界元的方法，或者采用声学和迭代逼近的方法确定所述起伏结构的形状。

进一步的，所述起伏结构为沿行驶方向周期性排列的突起物。

进一步的，所述防滑耐压材料层为热熔型材料层。

进一步的，通过热熔型振动标线的方法在所述路面层上制备所述起伏序列。

一种音乐产生方法，车辆行驶于上述音乐路面，车辆轮胎与所述起伏序列的起伏结构接触，产生所接触起伏序列对应的基频的声音。

本发明的技术要点包括：

(1)通过轮胎与道路表面接触的方式产生声音，可以控制所产生声音的基频、音长、音强和音色，可以随时间调节上述四种属性，可以产生同时演奏多个音符的音乐。

(2)通过在道路表面构造具有周期性的起伏结构，如构造以周期性出现的突起物，使车辆在道路表面行驶时产生具有周期性的声音，该声音的瞬时基频由车速和周期性起伏结构单个周期的长度共同决定。需要注意的是，只要是呈周期性起伏的物理结构都属于本发明的保护范围，并不限于附图中简单的突起结构。

(3)通过改变周期性起伏结构的长度改变产生声音的音长。

(4)通过改变周期性起伏结构的高度改变产生声音的音强。

(5)通过改变周期性起伏结构的形状改变产生声音的音色。