一种车载主动降噪系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107086034A(43)申请公布日2017.08.22(21)申请号201610967849.5(22)申请日2016.11.03(71)申请人北京安声科技有限公司地址100020北京市朝阳区望京东路1号摩托罗拉大厦5层(72)发明人刘洋帆(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人闫东伟(51)Int.Cl.G10K11/178(2006.01)H04R1/08(2006.01)H04R3/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种车载主动降噪系统及方法(57)摘要一种车载主动降噪系统，本发明通过算法芯片及电路可以直接将麦克接收到的噪声频率做出判断，找到区域声场，从而发出反相声波，抵消噪声，不需要输入汽车引擎转速信息，通过麦克直接接收到噪声，不需要通过输入汽车引擎转速来输出降噪后的声音，对风、轮胎、引擎、震动、内饰发出的噪声具有良好的降噪效果，电动车也可以使用，降噪系统通过麦克风阵列实时计算所有噪声声场不依赖引擎数据，对引擎、风噪、胎噪震动噪声都有良好的效果，在电动车场景更加实用，也不需要通过适配车型转速，即装即用。CN107086034ACN107086034A权利要求书1/3页1.一种车载主动降噪系统，其特征在于，该系统包括电源系统、输入模块、输出模块和计算模块，输入模块连接计算模块，计算模块连接输出模块，输入模块具体是噪声信息输入模块，计算模块包括DSP芯片，输出模块包括DAC模块、D类放大器和扬声器，噪声信息输入模块包括麦克风阵列和ADC模块，麦克风阵列连接ADC模块，麦克风阵列包括采集噪声信息的麦克风、前置放大模块和音频放大器，多组麦克风阵列将采集到的噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，上述音频放大器、ADC模块、DSP芯片、DAC模块和D类放大器分别与ARM最小系统连接，音频放大器与D类放大器通过和ARM最小系统的连接可以精确控制信号的放大参数控制，噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小系统对麦克风阵列采集的多通道噪声信息即对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在经过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有50％的叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，输入模块将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至计算模块的DSP芯片，DSP芯片加载有ARM最小系统的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场，同时计算模块根据输出模块的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，而后引入降噪声场描述方程，即噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列，DSP芯片将所述的扬声器电信号阵列发送至输出模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按ARM最小系统加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪，此时噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。2.如权利要求1所述系统的一种车载主动降噪方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、麦克阵列采集噪声信息，麦克风将采集到的环境噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，ARM最小系统连接音频放大器以控制放大系数；S2、多通道噪声信息预处理，步骤S1得到的噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小系统对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，最后将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至DSP芯片；S3、运行声场计算算法实时计算出噪声分布，DSP芯片加载有ARM最小系统的计算