CN115273785A - 一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统 - Google Patents

一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统，属于车内主动降噪系统技术领域。步骤S1，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；步骤S2，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；步骤S3，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；步骤S4，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。

Description

一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统
技术领域
本发明涉及车内主动降噪系统技术领域，具体涉及一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统。
背景技术
随着汽车行业的发展和人民生活水平的提高，消费者对汽车的舒适性有了更高的追求，其中整车NVH振动噪声是舒适性的重要组成部分。随着汽车的新能源化趋势，混动汽车、纯电汽车占据了越来越多的市场份额。混动汽车充电工况往往存在发动机低频的压耳感的声音，纯电汽车由于没有发动机噪声的掩蔽，路噪更加突出。由于现有的被动降噪方法普和声学材料对低频的限制有一定的局限性，车内主动降噪技术是目前比较好的解决方案，已经得到了广泛发展。截止2022年1月统计，国内汽车市场有25个品牌63款车型搭载了主动降噪技术。
但现有的汽车主动降噪技术方案存在着降噪控制区域固定，无法对驾乘人员的具体位置进行准确的调节，导致驾乘人员的人耳远离降噪麦克风的情况下，人耳处降噪效果不理想甚至是负面效果。
现有技术中，专利文献CN105513585A公开了“一种汽车主动降噪方法及系统”，通过设置于汽车座椅里的压力传感器检测车厢内人员所坐的位置；通过设置于车厢内不同位置的麦克风采集车厢内的音源；估算出车厢内人员所坐位置的中心区域；开启汽车音响系统，对车内人员所在位置的中心区域进行主动降噪。有效较低车厢内人员乘坐位置的噪声，提高乘坐品质。专利文献CN113593517A公开了“汽车智能分区主动降噪控制系统及方法”，通过车内误差麦克风信号为系统车内噪声信息，通过位置信息识别装置为系统提供驾乘人员的位置信息，选择合适的降噪模式，通过智能分区降噪算法匹配算法参数，以获得车辆在不同驾乘人员情况下的最优降噪效果。
综上，现有的主动降噪系统无法对驾乘人员的具体位置进行准确的调节，导致驾乘人员的人耳远离降噪麦克风的情况下，人耳处降噪效果不理想甚至是负面效果。
发明内容
本发明解决了现有的主动降噪系统由于无法对驾乘人员的具体位置进行准确的调节，导致驾乘人员的人耳远离降噪麦克风的情况下，人耳处降噪效果不理想甚至是负面效果的问题。
本发明所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，包括以下步骤：
步骤S1，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
步骤S2，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
步骤S3，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
步骤S4，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中，所述的距离传感器包括TOF传感器。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中，所述的车内驾乘人员头部信号为图像或距离信号。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，所述的车辆当前状态包括车门、车窗、车速和发动机转速信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，所述的降噪程序开启情况的判断依据为：
在车门打开或车窗开启或发动机转速为零的情况下，降噪程序不启动；
在车门关闭且车窗关闭且发动机启动情况下，降噪程序开启。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，所述的算法参数是在性能标定阶段完成调试，并预先存储在ANC控制器中。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，所述的算法参数包括虚拟声传递函数、步长和泄露系数参数。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的虚拟声传递函数是把车内每个座位的头部移动空间定义为前、中、后三个空间，这三个空间的标定参数预设在ANC控制器中。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的步长和泄露系数参数是在实车性能测试中不断调整得出最优值。
本发明所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪系统，所述包括以下模块：
输入模块，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
判断模块，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
执行逻辑，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
输出模块，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
本发明解决了现有的主动降噪系统由于无法对驾乘人员的具体位置进行准确的调节，导致驾乘人员的人耳远离降噪麦克风的情况下，人耳处降噪效果不理想甚至是负面效果的问题。具体有益效果包括：
本发明所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，采用了TOF传感器等可以实现测量距离的传感器，判断车内驾乘人员头部的具体位置，结合现有的汽车主动降噪技术方案，实现降噪区域对人耳的跟踪，通过距离传感器可以实现对驾乘人员人耳位置的准确跟踪，结合虚拟传声算法保证控制区域始终在人耳附近位置，解决了人耳处降噪效果不理想甚至是负面效果的问题。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是具体实施方式所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施方式所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，包括以下步骤：
步骤S1，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
步骤S2，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
步骤S3，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
步骤S4，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
本实施方式中，所述步骤S1中，所述的距离传感器包括TOF传感器。
本实施方式中，所述步骤S1中，所述的车内驾乘人员头部信号为图像或距离信号。
本实施方式中，所述步骤S2中，所述的车辆当前状态包括车门、车窗、车速和发动机转速信息。
本实施方式中，所述步骤S2中，所述的降噪程序开启情况的判断依据为：
在车门打开或车窗开启或发动机转速为零的情况下，降噪程序不启动；
在车门关闭且车窗关闭且发动机启动情况下，降噪程序开启。
本实施方式中，所述步骤S3中，所述的算法参数是在性能标定阶段完成调试，并预先存储在ANC控制器中。
本实施方式中，所述步骤S3中，所述的算法参数包括虚拟声传递函数、步长和泄露系数参数。
本实施方式中，所述的虚拟声传递函数是把车内每个座位的头部移动空间定义为前、中、后三个空间，这三个空间的标定参数预设在ANC控制器中。
本实施方式中，所述的步长和泄露系数参数是在实车性能测试中不断调整得出最优值。
本实施方式所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪系统，所述包括以下模块：
输入模块，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部的信号，并将信号输入车机进行判断，同时根据图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
判断模块，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
执行逻辑，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
输出模块，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
本实施方式基于本发明所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，结合图1可以更好地理解本实施方式，并结合具体对象提供一种实际的实施方式：
第一步，距离传感器信号输入车机
在车辆通电的情况下，由TOF传感器或其他距离传感器监测车内驾乘人员头部的图像或距离信号，并输入车机进行判断。根据目前已有的图像识别技术等方法，判断驾乘人员头部位置，从而计算人耳位置。
第二步，车机执行逻辑判断
车机判定驾乘人员头部的位置、判定车辆当前状态(车门、车窗、车速、发动机转速等信息)，输入ANC(主动降噪)控制器，进行下一步逻辑判断。判断依据为车门打开或车窗开启或发动机转速为零的情况下，降噪程序不启动。只有当车门关闭且车窗关闭且发动机启动情况下，降噪程序开启。
第三步，ANC控制器执行逻辑判断
ANC控制器根据第二步的判断逻辑，在降噪程序开启的情况下，再根据驾车人员头部位置信息，调用预设的算法参数。包括虚拟声传递函数、步长、泄露系数等参数。
其中算法参数是在性能标定阶段完成调试，并预先存储在控制器中。虚拟声传递函数是把车内每个座位的头部移动空间定义为前、中、后共三个空间。测试每个降噪麦克风到对应座位的三个空间中心点的虚拟声传递函数。以4个降噪麦克风为例，则需要测量4×3组虚拟声传递函数。其中的步长、泄露系数等参数的标定与目前公开的方法一致，均是在实车性能测试中不断调整得出最优值。
第四步，执行降噪算法并输出
控制器根据前馈信号(参考信号)和反馈信号(误差麦克风信号)，采用上一步调用的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出。达到主动降噪的效果。
以上对本发明所提出的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
步骤S2，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
步骤S3，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
步骤S4，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
2.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述的距离传感器包括TOF传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述的车内驾乘人员头部信号为图像或距离信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述的车辆当前状态包括车门、车窗、车速和发动机转速信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述的降噪程序开启情况的判断依据为：
在车门打开或车窗开启或发动机转速为零的情况下，降噪程序不启动；
在车门关闭且车窗关闭且发动机启动情况下，降噪程序开启。
6.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述的算法参数是在性能标定阶段完成调试，并预先存储在ANC控制器中。
7.根据权利要求1所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述的算法参数包括虚拟声传递函数、步长和泄露系数参数。
8.根据权利要求7所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述的虚拟声传递函数是把车内每个座位的头部移动空间定义为前、中、后三个空间，这三个空间的标定参数预设在ANC控制器中。
9.根据权利要求7所述的一种基于距离传感器的车内主动降噪方法，其特征在于，所述的步长和泄露系数参数是在实车性能测试中不断调整得出最优值。
10.一种基于距离传感器的车内主动降噪系统，其特征在于，所述包括以下模块：
输入模块，在车辆通电的情况下，由距离传感器监测车内驾乘人员头部信号，并将信号输入车机，同时结合图像识别技术，车机判断驾乘人员头部位置；
判断模块，将车机判断出的驾乘人员头部位置信息和车辆当前状态输入至ANC控制器，进行判断降噪程序开启情况；
执行逻辑，在降噪程序开启的情况下，结合车机判断出的驾乘人员头部位置信息，调用预设的算法参数；
输出模块，ANC控制器根据前馈信号和反馈信号，采用调用预设的算法参数，进行降噪算法的快速迭代更新，计算出降噪的抵消声波信号并通过扬声器输出，达到主动降噪的效果。
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