[發(fā)明專利]一種用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制系統(tǒng)、方法及車輛系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010533753.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111833841A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭博;琚林鋒;范佳亮;鄭四發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)蘇州汽車研究院（相城）;華研慧聲（蘇州）電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G10K11/178
• 分類號(hào): G10K11/178
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

1.一種用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括振動(dòng)傳感器(101)、傳聲器(103)、揚(yáng)聲器(104)和控制器(107)；所述振動(dòng)傳感器(101)和所述傳聲器(103)均與所述控制器(107)的輸入端連接，所述揚(yáng)聲器(104)與所述控制器(107)的輸出端連接；

所述振動(dòng)傳感器(101)用于采集路面和車輪相互作用產(chǎn)生的道路激勵(lì)信號(hào)，所述控制器(107)用于對所述道路激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理并生成抵消噪聲信號(hào)，所述揚(yáng)聲器(104)用于播放抵消噪聲信號(hào)；

所述傳聲器(103)用于采集車內(nèi)誤差噪聲信號(hào)，并將所述誤差噪聲信號(hào)作為反饋信號(hào)發(fā)送至所述控制器(107)，所述控制器(107)處理所述誤差噪聲信號(hào)和所述道路激勵(lì)信號(hào)以對所述自適應(yīng)濾波的時(shí)域系數(shù)進(jìn)行更新，并以更新后的時(shí)域系數(shù)對所述道路激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理以生成新的抵消噪聲信號(hào)，所述控制器(107)能夠?qū)⑺龅窒肼曅盘?hào)和其接收的多媒體音頻信號(hào)融合后輸出至所述揚(yáng)聲器(104)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(107)能夠通過數(shù)字信號(hào)傳輸線路(102)接收由車機(jī)系統(tǒng)輸入的多媒體音頻信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(107)還用于將所述多媒體音頻信號(hào)從所述傳聲器(103)采集的誤差噪聲信號(hào)中去除，得到實(shí)際誤差信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(107)包括用于驅(qū)動(dòng)所述揚(yáng)聲器(104)的功率放大模塊(210)、用于對所述道路激勵(lì)信號(hào)和誤差噪聲信號(hào)進(jìn)行放大的信號(hào)放大模塊(203)、用于對所述道路激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波的帶通濾波器(202)、用于對所述誤差噪聲信號(hào)進(jìn)行濾波的高通濾波器(214)、由自適應(yīng)算法控制的用于輸出抵消噪聲的自適應(yīng)濾波器(209)及信號(hào)處理模塊；所述信號(hào)處理模塊用于對信號(hào)放大模塊輸出的信號(hào)作快速傅立葉變換，用于對預(yù)濾波處理得到的信號(hào)與快速傅立葉變換得到的信號(hào)作LMS算法處理，用于對所述LMS算法處理得到的信號(hào)作逆快速傅里葉變換得到更新后的所述自適應(yīng)濾波的時(shí)域系數(shù)。

5.一種用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集當(dāng)前路面和車輪相互作用產(chǎn)生的道路激勵(lì)信號(hào)，將所述道路激勵(lì)信號(hào)作為參考信號(hào)；采集駕駛室內(nèi)的聲音信號(hào)，所述聲音信號(hào)包括揚(yáng)聲器播放的信號(hào)和外界噪聲信號(hào)，誤差噪聲信號(hào)為所述揚(yáng)聲器播放信號(hào)和所述外界噪聲信號(hào)的差值，將所述誤差噪聲信號(hào)作為反饋信號(hào)；

S2、去除參考信號(hào)中不在設(shè)定范圍內(nèi)的低頻和高頻分量，得到帶通濾波后的參考信號(hào)，對所述帶通濾波后的參考信號(hào)進(jìn)行放大，得到第一放大信號(hào)，對所述第一放大信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到頻域振動(dòng)信號(hào)；對所述反饋信號(hào)進(jìn)行放大得到第二放大信號(hào)，并對所述第二放大信號(hào)進(jìn)行高通濾波，得到高頻信號(hào)，從所述高頻信號(hào)中去除多媒體音頻信號(hào)，得到實(shí)際誤差信號(hào)，對所述實(shí)際誤差信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到頻域誤差信號(hào)；

S3、對頻域振動(dòng)信號(hào)和頻域誤差信號(hào)進(jìn)行LMS算法處理，得到當(dāng)前自適應(yīng)濾波器的頻域系數(shù)；

S4、對當(dāng)前自適應(yīng)濾波器的頻域系數(shù)進(jìn)行逆快速傅里葉變換，得到當(dāng)前自適應(yīng)濾波器的時(shí)域系數(shù)；

S5、根據(jù)當(dāng)前自適應(yīng)濾波器的時(shí)域系數(shù)對所述第一放大信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理，得到當(dāng)前抵消噪音信號(hào)；

S6、將當(dāng)前所述抵消噪音信號(hào)與多媒體音頻信號(hào)融合后的信號(hào)經(jīng)功率放大模塊放大并輸出至揚(yáng)聲器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于汽車道路噪聲的主動(dòng)控制方法，其特征在于，步驟S2中對所述第一放大信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換之后還包括：根據(jù)時(shí)域聲傳遞函數(shù)的頻域估計(jì)值對完成快速傅里葉變換的第一放大信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理，得到頻域振動(dòng)信號(hào)；步驟S2中在從所述高頻信號(hào)中去除多媒體音頻信號(hào)之前還包括：根據(jù)所述時(shí)域聲傳遞函數(shù)的時(shí)域估計(jì)值對所述多媒體音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理；步驟S2中所述多媒體音頻信號(hào)來自于車機(jī)系統(tǒng)。