CN111933104A - 一种汽车用降噪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车用降噪装置，包括若干个噪声源拾音器、若干个机械波发生器、汽车发动机转速采集装置、降噪微处理器和智能终端；所述降噪微处理器分别与所述噪声源拾音器和所述汽车发动机转速采集装置连接；所述机械波发生器分散安装在汽车驾驶室内；所述智能终端与所述降噪微处理器通过蓝牙信号连接；所述汽车发动机转速采集装置用于采集汽车发动机转速信号，并将采集的汽车发动机转速信号传输给所述降噪微处理器。同时，本发明还提供一种汽车用降噪方法。本发明装置成本低、安装方便，能够在一定程度上有效消除汽车运行过程中产生的噪音，适宜大规模推广。

Description

一种汽车用降噪装置
技术领域
本发明涉及汽车降噪技术领域，特别是涉及一种汽车用降噪装置。
背景技术
现在公共道路环境下的噪音达到80分贝以上，人处于这个环境之下达到一个小时时间以上就会出现头晕耳鸣的症状，甚至可能会呕吐，所以噪音对人的危害很大，在公共道路环境下的噪音来源有很多。其中，发动机噪音是汽车主要的噪音来源，随着发动机转速的增加，活塞的高速运动，形成活塞对缸壁的强烈敲击，无可避免产生大量的噪音，有进排气时产生噪音，还有是发动机的不正常燃烧(爆燃和表面点火)发出的噪音，排气管噪声是由发动机排气至尾气排放管处产生的噪声，其噪声组成包括来自于排气管道的辐射噪声、消声器壳体的噪声、排气管出口处的流放噪声以及排气管各级连接处的缝隙产生的泄露声。汽车轮毂与地面滚动摩擦震动产生的路面噪音，这些噪音经汽车本体结构传导至驾驶室的周向侧壁及驾驶室内部空间，从而对驾驶室内的人员造成噪音损害。
随着人们的生活水平提高，消费者对车内噪声越来越重视，一些汽车改装厂可以通过在车内增加吸隔音棉或阻尼以实现降噪的目的，但工程繁琐，耗费长，且价格高。
主动降噪是降噪技术的一种，主动降噪功能的实现是通过降噪系统产生与噪音频率、振幅相同而相位相反的声波，并将产生的声波叠加到原噪声后可将原噪声部分抵消甚至全部抵消，从而实现降噪的效果。它的原理是所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反就可以将这些噪声完全抵消掉。
主动降噪技术的原理看似简单，但目前却很难在大空间范围内实现，仅常见于降噪耳机和手机通话降噪，其技术难点在于在开放空间内，声场的分布是一个非常复杂的和三个空间坐标相关的分布函数，因为各种物体都会对声音的传播产生影响。原则上来说，如果要“完美”的实现空间降噪，需要每隔几厘米就放置一个麦克等和扬声器，并且通过超强的计算能力对空间声场进行抵消。
如何将汽车降噪设备的安装、操作简单化，是亟待解决的技术问题
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车用降噪装置，以解决上述现有技术存在的问题，采用主动降噪技术，能够最大限度的消除汽车运行过程中产生的噪音。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种汽车用降噪装置，内容如下:本发明装置包括若干个噪声源拾音器、若干个机械波发生器、汽车发动机转速采集装置、降噪微处理器和智能终端；
所述降噪微处理器分别与所述噪声源拾音器和所述汽车发动机转速采集装置连接；
所述机械波发生器分散安装在汽车驾驶室内；所述智能终端与所述降噪微处理器通过蓝牙信号连接；
所述汽车发动机转速采集装置用于采集汽车发动机转速信号，并将采集的汽车发动机转速信号传输给所述降噪微处理器。
优选地，所述噪声源拾音器采集的汽车发动机的噪声信号A；所述噪声源拾音器采集的汽车轮毂上的噪声信号B；通过所述汽车发动机转速采集装置采集的汽车发动机转速信息能够推算出发动机的噪声信号C；通过所述噪声信号C对所述噪声信号A进行修正，得到优化处理后的汽车发动机的噪声信号D；
所述噪声源拾音器采集的汽车驾驶室内的噪声信号作为基本信号；所述噪声信号B和所述噪声信号D作为参考信号。
优选地，所述机械波发生器设置为多个，均匀分散安装在汽车驾驶室周向侧壁面上。
优选地，所述降噪微处理器包括蓝牙芯片、DSP芯片；所述DSP芯片用于根据所述基本信号和所述参考信号采用自适应方法，输出最优控制参数，并基于所述最优控制参数控制所述机械波发生器发射降噪信号，从而进行主动降噪。
优选地，所述蓝牙芯片发出蓝牙信号，所述智能终端通过所述蓝牙芯片发出的蓝牙信号与所述降噪微处理器连接；所述智能终端控制所述降噪微处理器的工作状态：工作、不工作。
同时，本发明还提供一种汽车用降噪方法，内容如下：
安装在汽车驾驶室内的噪声源拾音器采集驾驶室噪音；同时汽车发动机转速采集装置采集发动机的转速信息，将采集的转速信息发送到降噪微处理器；
噪声源拾音器采集的汽车发动机的噪声信号A；噪声源拾音器采集的汽车轮毂上的噪声信号B；通过汽车发动机转速采集装置采集的汽车发动机转速信息能够推算出发动机的噪声信号C；通过噪声信号C对所述噪声信号A进行修正，得到优化处理后的汽车发动机的噪声信号D；
噪声源拾音器采集的汽车驾驶室内的噪声信号作为基本信号；噪声信号B和所述噪声信号D作为参考信号，采用自适应算法对基本信号和参考信号进行处理，降噪微处理器计算出机械波发生器的最优输出信号，从而完成对汽车驾驶室内噪音的主动降噪；与降噪微处理器连接的中端可以控制降噪微处理器的工作状态：工作、不工作。
本发明公开了以下技术效果：本发明提出的汽车主动降噪系统及方法能够弥补汽车后装市场上的空缺，采用主动降噪方法能够有效消除汽车运行过程中产生的噪音。同时，本发明装置安装简便、操作简单，成本低，在汽车后装市场上具有广阔的应用前景，适用于中低档次的汽车降噪使用,适宜大规模推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明汽车用降噪装置系统示意图；
图2为本发明自适应滤波器结构图。
其中，1为噪声源拾音器，2为汽车发动机，3为机械波发生器，4为汽车发动机转速采集装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-2，本发明提供一种汽车用降噪装置，包括若干个噪声源拾音器1、若干个机械波发生器3、汽车发动机转速采集装置4、降噪微处理器和智能终端。降噪微处理器分别与噪声源拾音器1和汽车发动机转速采集装置4连接。机械波发生器3分散安装在汽车驾驶室内，智能终端与降噪微处理器通过蓝牙信号连接。
汽车发动机转速采集装置用于采集汽车发动机转速信号，并将采集的汽车发动机转速信号传输给降噪微处理器。
同时，本发明还提供一种汽车用降噪方法，内容如下：
安装在汽车驾驶室内的噪声源拾音器采集驾驶室噪音；同时汽车发动机转速采集装置采集发动机的转速信息，将采集的转速信息发送到降噪微处理器；
噪声源拾音器采集的汽车发动机的噪声信号A；噪声源拾音器采集的汽车轮毂上的噪声信号B；通过汽车发动机转速采集装置采集的汽车发动机转速信息能够推算出发动机的噪声信号C；通过噪声信号C对所述噪声信号A进行修正，得到优化处理后的汽车发动机的噪声信号D；
噪声源拾音器采集的汽车驾驶室内的噪声信号作为基本信号；噪声信号B和所述噪声信号D作为参考信号，采用自适应算法对基本信号和参考信号进行处理，降噪微处理器计算出机械波发生器的最优输出信号，从而完成对汽车驾驶室内噪音的主动降噪；与降噪微处理器连接的中端可以控制降噪微处理器的工作状态：工作、不工作。
自适应方法的具体内容如下：通常对噪声信号处理时在算法设计上采用高斯分布模型，这种假定在很多情况下是合理的，而且可以使信号处理的方法拥有交底的时间复杂度和空间复杂度。然而，许多经典的噪声抵消场景的噪声并不是高斯分布的，这将假定高斯假定下设计的系统出现性能退化。本发明采用自适应方法，自适应控制系统是一个能够实时感知周围环境的变化，并且能够准确获得这种环境变化所带来的相关影响，通过智能调节的方式来改变自身功能的一种反馈控制系统。系统能够根据事先预定的标准，不断调整，使自身工作在最优状态。自适应滤波器由普通滤波器和自适应控制器两部分组成，自适应控制器的核心内容即是自适应方法。自适应滤波器的根本目标是根据当前输入和输出的信号变化，通过某种策略计算，以此来调整滤波器的参数，使滤波器的输出达到最佳滤波的效果。
如图2所示，滤波器分为两大块，其中的上半模块为一般的滤波器，对输入进行调节，下半模块为自适应滤波模块，调节横向滤波器参数，x(n)代表横向滤波器的输入，代表汽车驾驶室内的噪声参考信号，y(n)是x(n)经过数字滤波器处理后的输出信号，d(n)为期望信号，e(n)为误差信号，表示的是期望信号和滤波器输出的输出信号y(n)的差值，也是自适应模块修改横向滤波器参数的主要依据。参考信号作为滤波器的输入，基本信号作为自适应滤波器的期望响应。参考信号是由初级噪声传感器采集的，并以承载信息的信号是不可预测的方式，提供到基本信号里，自适应滤波器通过最大化的去除夹杂在基本信号中的未知干扰。
本发明提出的汽车主动降噪系统及方法能够弥补汽车后装市场上的空缺，采用主动降噪方法能够有效消除汽车运行过程中产生的噪音。同时，本发明装置安装简便、操作简单，成本低，在汽车后装市场上具有广阔的应用前景，适用于中低档次的汽车降噪使用,适宜大规模推广使用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车用降噪装置，其特征在于，包括若干个噪声源拾音器、若干个机械波发生器、汽车发动机转速采集装置、降噪微处理器和智能终端；
所述降噪微处理器分别与所述噪声源拾音器和所述汽车发动机转速采集装置连接；
所述机械波发生器分散安装在汽车驾驶室内；所述智能终端与所述降噪微处理器通过蓝牙信号连接；
所述汽车发动机转速采集装置用于采集汽车发动机转速信号，并将采集的汽车发动机转速信号传输给所述降噪微处理器。
2.根据权利要求1所述的汽车主动降噪系统，其特征在于，所述噪声源拾音器采集的汽车发动机的噪声信号A；所述噪声源拾音器采集的汽车轮毂上的噪声信号B；通过所述汽车发动机转速采集装置采集的汽车发动机转速信息能够推算出发动机的噪声信号C；通过所述噪声信号C对所述噪声信号A进行修正，得到优化处理后的汽车发动机的噪声信号D；
所述噪声源拾音器采集的汽车驾驶室内的噪声信号作为基本信号；所述噪声信号B和所述噪声信号D作为参考信号。
3.根据权利要求2所述的汽车主动降噪系统，其特征在于，所述机械波发生器设置为多个，均匀分散安装在汽车驾驶室周向侧壁面上。
4.根据权利要求3所述的汽车用降噪装置，所述降噪微处理器包括蓝牙芯片、DSP芯片；所述DSP芯片用于根据所述基本信号和所述参考信号采用自适应方法，输出最优控制参数，并基于所述最优控制参数控制所述机械波发生器发射降噪信号，从而进行主动降噪。
5.根据权利要求4所述的汽车主动降噪系统，其特征在于，所述蓝牙芯片发出蓝牙信号，所述智能终端通过所述蓝牙芯片发出的蓝牙信号与所述降噪微处理器连接；所述智能终端控制所述降噪微处理器的工作状态：工作、不工作。
6.一种汽车用降噪方法，其特征在于，包括如下内容：
安装在汽车驾驶室内的噪声源拾音器采集驾驶室噪音；同时汽车发动机转速采集装置采集发动机的转速信息，将采集的转速信息发送到降噪微处理器；
噪声源拾音器采集的汽车发动机的噪声信号A；噪声源拾音器采集的汽车轮毂上的噪声信号B；通过汽车发动机转速采集装置采集的汽车发动机转速信息能够推算出发动机的噪声信号C；通过噪声信号C对所述噪声信号A进行修正，得到优化处理后的汽车发动机的噪声信号D；
噪声源拾音器采集的汽车驾驶室内的噪声信号作为基本信号；噪声信号B和所述噪声信号D作为参考信号；采用自适应算法对基本信号和参考信号进行处理，降噪微处理器计算出机械波发生器的最优输出信号，从而完成对汽车驾驶室内噪音的主动降噪；与降噪微处理器连接的中端控制降噪微处理器的工作状态：工作、不工作。
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