In slow-moving speed under 30 km/h, electric vehicles (EVs) are very quiet. Due to its low detectability, it induces safety issues for other road users, especially for the visually impaired communities. Moreover, numerous global regulations have recommended the minimal noise of EVs. Hence, a warning sound is urgent to be installed. A steerable directive warning sound system can focus a sound beam to the targeted pedestrian while minimizing the radiation to other directions. By using a pipe-connected acoustic array installed in the front part of a car, beamforming is realized. The intended working frequency ranges from 1.25 kHz to 5 kHz. A simple point source is realized by having a pipe-connected loudspeaker system. By having a small inner diameter, i.e. 8 mm, the directivity factor can be neglected thus the far-field radiation is approximated as omnidirectional. The piping system can be modeled via an equivalent acoustical circuit. However, a peak difference of 50 Hz is observed between the prediction and the measured value. Broadside array alignment is suitable for the practical use of vehicle warning sound. Such alignment allows control of the sound beam projection in a 2D plane. An optimal beamforming filter optimizes the directivity index of the beam by minimizing the point source power maintaining the sound power at the steering angle. The filter can be simply calculated because the pipe-connected loudspeaker system, which is the element of the array, is omnidirectional. The array is designed for having seven elements with an adjacent separation distance of 70 mm each. By calculation, within the intended working frequency and steering angle ranging from -45$^\circ$ to 45$^\circ$, the directivity index above 6 dB is achievable. The 3-dB bandwidth is expected to be less than 25$^\circ$. The array is evaluated in 1/3 octave band analysis for four certain steering angles: 0$^\circ$, 15$^\circ$, 30$^\circ$, 45$^\circ$. The main lobe of the sound beam is projected at the correct steering angle with an error of 0$\pm$2.5$^\circ$. Meanwhile, the sidelobe pattern deviates from the predicted pattern when the wavelength is comparable to the adjacent distance of virtual sources. This is due to the additional time delay of scattering that affects the sidelobe. The main lobe, which is projected forward, is not affected by scattering. The directivity index is measured within 8 dB – 14 dB. The 3-dB bandwidth ranges from 15$^\circ$ to 20$^\circ$ with a maximum deviation of 5$\pm$2.5$^\circ$ relative to the prediction. A set of signals is prepared to steer the sound beam from 0$^\circ$ to 45$^\circ$ with a steering resolution of 5$^\circ$. The fastest steering speed is evaluated at 15$^\circ$/s. The total sound pressure level is maintained over different steering angles. Moreover, it shows that the steering resolution is enough to project a constant sound characteristic within the range of steering angle.
30km/h 미만의 느린 이동 속도에서는 전기 자동차(EV)가 매우 조용히 운행된다. 감지성이 낮기 때문에 특히 시각 장애가 있는 통행자에게 위험요소가 되고있다. 이러한 이유로 인해 수많은 글로벌 규제들이 EV의 최소 소음을 권고하고 있으며, 차량의 감지성을 높일 수 있는 경고음 설치가 시급하다. 조향할 수 있는 지시 경보 시스템은 다른 방향으로의 음향 방사를 최소화하면서 대상 보행자에게 음향 빔을 집중시킬 수 있다. 자동차 앞부분에 설치된 파이프 연결 음향배열을 이용하여 빔포밍을 실현한다. 시스템의 유효 주파수의 범위는 1.25 kHz이다. 점음원의 가정은 파이프 연결 확성기 시스템을 갖춤으로써 실현된다. 음향이 방사되는 파이프에 작은 내경(예: 8 mm)을 가짐으로써 지향 지수를 충분히 낮출 수 있으므로 원거리 음향방사는 전방향으로 근사한다. 파이프 시스템은 음향 회로를 통해 모델링할 수 있어 결과를 예측할 수 있다. 하지만 실제 실험을 통해 구한 측정값과 예측값의 피크가 50Hz의 차이가 관찰되었다. 넓은 어레이 배치는 차량 경고음을 실용적으로 사용하는 데 적합하다. 이러한 배치른 통해 2D 평면에서 음향 빔을 제어할 수 있다. 최적의 빔포밍 필터는 조향각에서 음향 파워를 유지하는 포인트 소스 출력을 최소화하여 빔의 지향 지수를 최적화한다. 필터는 배열의 요소인 파이프 연결 확성기 시스템이 전방향이기 때문에 간단히 계산할 수 있다. 배열은 각각 70mm의 인접한 거리를 가진 7개의 요소를 갖도록 설계되었다. 계산에 의해, 작동 주파수 및 조향 각도에서 -45$^\circ$ ~ 45$^\circ$ 범위 내에서 6dB 이상의 지향 지수를 달성할 수 있다. 3-dB 대역폭은 25$^\circ$ 미만일 것으로 예상되며 시스템 어레이 성능을 0$^\circ$, 15$^\circ$, 30$^\circ$, 45$^\circ$, 4개의 특정 조향 각에 대해 1/3 옥타브 밴드에서 평가된다. 사운드 빔의 주엽은 오차가 0$\pm$2.5$^\circ$인 정확한 조향 각도로 투사된다. 한편, 파장이 가상 소스의 인접 거리와 비교할 때, 측두엽의 패턴은 예측된 패턴에서 벗어난다. 이는 측두엽에 영향을 미치는 산란 시간이 추가로 지연되기 때문이다. 앞으로 투사되는 주엽은 산란에 영향을 받지 않는다. 지향 지수는 8dB - 14dB 내에서 측정한다. 3-dB 대역폭의 범위는 예측과 비교하여 최대 편차가 5$\pm$2.5$^\circ$인 15$^\circ$ ~ 20$^\circ$이다. 입력 신호는 5$^\circ$의 조향 분해능으로 사운드 빔을 0$^\circ$에서 45$^\circ$로 조정하기 위해 준비된다. 가장 빠른 조향 속도는 15$^\circ$/s로 평가된다. 총 음압 수준은 다른 조향 각도에 걸쳐 유지된다. 더욱이 조향 각도의 범위 내에서 일정한 음향 특성을 투영하기에 충분한 조향 해상도를 나타낸다.
