CN115472145B - 一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质，涉及噪音处理的领域，该方法包括获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号，根据振动信号以及音频信号判断悬挂系统是否出现异响，若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定路噪对应的第二反相音频信号，对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号，根据总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出抵消音频。本申请具有降低悬挂系统出现异响时车内的噪声的效果。

Description

一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及噪音处理的领域，尤其是涉及一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
目前汽车降噪技术主要包括主动噪声控制（Active Noise Control，ANC）技术以及道路噪声控制（Road Noise Control，RNC）技术两个方向。RNC技术主要降低汽车行驶过程中的路噪。
目前，路噪主要由轮胎与路面摩擦碰撞产生的振动产生，RNC技术主要通过在悬挂系统上设置加速度传感器，采集悬挂系统上的振动信号，通过振动信号表征路噪；输出与振动信号相位相反的信号来抵消路噪。但当悬挂系统出现异响时，异响噪声同样会增大车内实际噪声，而通过振动信号无法抵消悬挂系统的异响噪声。因此，如何在悬挂系统出现异响时降低悬挂系统的异响噪声成为一个问题。
发明内容
为了降低悬挂系统出现异响时车内的噪声，本申请提供一种主动降噪方法、装置、系统及存储介质。
第一方面，本申请提供一种主动降噪方法，采用如下的技术方案：
一种主动降噪方法，包括：
获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号；
根据所述振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响；
若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定路噪对应的第二反相音频信号；
对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号；
根据所述总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出所述抵消音频。
通过采用上述技术方案，获取悬挂系统上当前采样周期的振动信号能够得知当前的路噪情况，获取悬挂系统上当前的音频信号能够得知悬挂系统处悬挂系统工作和周围环境的具体声音。获取到振动信号以及音频信号后即可判断出悬挂系统是否出现异响，并且在出现异响时根据反应悬挂系统工作的音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号，对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号。根据总反相音频信号生成抵消音频，抵消音频既可以抵消路噪也可抵消异响噪声，因此最后向车内输出抵消音频，从而降低在出现异响时车内实际的噪音大小，改善了在出现异响时车内的噪声环境。
在另一种可能实现的方式中，所述振动信号的数量为至少两个，所述至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，所述音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号，所述根据振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响，包括：
获取轮胎型号信息以及道路图像信息；
对所述道路图像信息进行路况识别，得到路况种类；
基于所述路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与所述路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号；
基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号；
若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响。
通过采用上述技术方案，由于悬挂系统复杂，因此采集悬挂系统上至少两处的振动信号，且每处振动信号对应一个音频信号。路噪与轮胎表面花纹以及道路路况密切相关，因此获取轮胎型号信息以及道路图像信息。对道路图像信息进行路况识别后，从而得到路况种类。根据路况种类以及轮胎型号信息即可从预设基准信号库中查找与当前路况种类与轮胎型号信息对应的目标基准信号。目标基准信号表征当前路况信息以及轮胎型号信息下，悬挂系统应该正常工作的振动信号。因此根据目标基准信号以及至少两个振动信号即可判断出至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号。可疑振动信号表征对应在悬挂系统上的位置可能出现异响，因此根据可疑振动信号对应的音频信号即可判断悬挂系统是否出现异响。
在另一种可能实现的方式中，所述基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号，包括：
计算每个振动信号与目标基准信号的相似度；
若存在相似度未达到第一预设相似度阈值的振动信号，则将所述相似度未达到预设相似度阈值的振动信号确定为可疑振动信号。
通过采用上述技术方案，通过计算每个振动信号分别与目标基准信号的相似度，从而便于得出可疑振动信号。相似度未达到第一预设相似度阈值则说明振动信号与目标基准信号的相似度较低，振动信号与悬挂系统正常工作时的振动信号偏差较大，因此该振动信号为可疑振动信号。
在另一种可能实现的方式中，根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响，若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，包括：
确定参照音频信号，所述参照音频信号包括当前采样周期之前预设数量采样周期的振动信号对应的音频信号；
基于参照音频信号的波形对当前采样周期的可疑振动信号对应的音频信号的波形进行过滤；
若进行过滤后未出现残余波形，则确定所述悬挂系统未出现异响；
若进行过滤后出现残余波形，则确定所述悬挂系统出现异响；
若确定所述悬挂系统出现异响，则对所述残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号。
通过采用上述技术方案，由于路噪的音频特征较为稳定，因此根据参照音频信号即可将当前采样周期内表征路噪的波形滤除。滤除之后未出现残余波形，则说明悬挂系统处无其他可疑声音，即确定悬挂系统未出现异响。若出现残余波形，则说明悬挂系统处除路噪外有其他可疑声音，即确定悬挂系统出现异响。通过滤除路噪并根据滤除路噪后的结果判断是否出现异响更准确。确定出现异响后，对表征异响的残余波形进行反相处理即可得到第一反相音频信号，通过直接对残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号更方便。
在另一种可能实现的方式中，所述向车内输出所述抵消音频，包括：
获取车内图像信息；
对车内图像信息进行人员识别，得到人员位置信息；
基于人员位置信息从至少两个音频输出装置中确定目标设备；
控制所述目标设备输出所述抵消音频。
通过采用上述技术方案，获取车内图像信息，对车内图像信息进行人员识别从而得到人员位置信息，根据人员位置信息确定车内最合适的目标设备，并控制目标设备输出抵消音频，从而达到更好地降噪效果。
在另一种可能实现的方式中，若出现异响，之后包括：
将所述残余波形与预设波形库中的预设波形进行相似度计算，每个预设波形均对应有预设异响种类；
若存在相似度达到第二相似度阈值的待选预设波形，则将相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形；
将所述目标预设波形对应的预设异响种类确定为所述异响种类。
通过采用上述技术方案，残余波形表征异响，因此计算残余波形与预设波形库中的预设波形相似度，将相似度达到第二相似度阈值且相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形，目标预设波形对应的异响种类即为悬挂系统的异响种类，通过计算残余波形与预设波形库中预设波形的相似度即可匹配到最接近的预设波形，从而确定异响种类更准确。
在另一种可能实现的方式中，所述将所述目标预设波形对应的预设异响种类确定为所述异响种类，之后包括：
基于所述异响种类输出提示信息。
通过采用上述技术方案，根据异响种类输出提示信息，从而使得车内人员及时得知悬挂系统出现异响并且能够得知异响种类。
第二方面，本申请提供一种主动降噪装置，采用如下的技术方案：
一种主动降噪装置，包括：
获取模块，用于获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号；
异响判断模块，用于根据所述振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响；
音频信号确定模块，用于当出现异响时，根据音频信息确定第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号；
叠加模块，用于对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号；
音频输出模块，用于根据所述总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出所述抵消音频。
通过采用上述技术方案，获取模块获取悬挂系统上当前采样周期的振动信号能够得知当前的路噪情况，获取模块获取悬挂系统上当前的音频信号能够得知悬挂系统处悬挂系统工作和周围环境的具体声音。获取到振动信号以及音频信号后异响判断模块即可判断出悬挂系统是否出现异响，并且音频信号输出模块在出现异响时根据反应悬挂系统工作的音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号，叠加模块对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号。音频输出模块根据总反相音频信号生成抵消音频，抵消音频既可以抵消路噪也可抵消异响噪声，因此最后向车内输出抵消音频，从而降低在出现异响时车内实际的噪音大小，改善了在出现异响时车内的噪声环境。
在另一种可能的实现方式中，所述振动信号的数量为至少两个，所述至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，所述音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号，异响判断模块在根据振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响时，具体用于：
获取轮胎型号信息以及道路图像信息；
对所述道路图像信息进行路况识别，得到路况种类；
基于所述路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与所述路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号；
基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号；
若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响。
在另一种可能的实现方式中，异响判断模块在基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号时，具体包括：
计算每个振动信号与目标基准信号的相似度；
若存在相似度未达到第一预设相似度阈值的振动信号，则将所述相似度未达到预设相似度阈值的振动信号确定为可疑振动信号。
在另一种可能的实现方式中，异响判断模块在根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响时，具体用于：
确定参照音频信号，所述参照音频信号包括当前采样周期之前预设数量采样周期的振动信号对应的音频信号；
基于参照音频信号的波形对当前采样周期的可疑振动信号对应的音频信号的波形进行过滤；
若进行过滤后未出现残余波形，则确定所述悬挂系统未出现异响；
若进行过滤后出现残余波形，则确定所述悬挂系统出现异响；
在另一种可能的实现方式中，音频信号输出模块在出现异响时，根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，具体用于：
若确定所述悬挂系统出现异响，则对所述残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号。
在另一种可能的实现方式中，音频输出模块在向车内输出所述抵消音频时，具体用于：
获取车内图像信息；
对车内图像信息进行人员识别，得到人员位置信息；
基于人员位置信息从至少两个音频输出装置中确定目标设备；
控制所述目标设备输出所述抵消音频。
在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
计算模块，用于将所述残余波形与预设波形库中的预设波形进行相似度计算，每个预设波形均对应有预设异响种类；
波形确定模块，用于在存在相似度达到第二相似度阈值的待选预设波形时，将相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形；
种类确定模块，用于将所述目标预设波形对应的预设异响种类确定为所述异响种类。
在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
输出模块，用于基于所述异响种类输出提示信息。
第三方面，本申请提供一种一种主动降噪系统，采用如下的技术方案：
一种主动降噪系统，该主动降噪系统包括：
加速度传感器，设置在悬挂系统上，用于采集悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号；
麦克风装置，设置在悬挂系统上，用于采集悬挂系统上的当前采样周期内的音频信号；
音频输出装置；设置在车内，向车内输出所述抵消音频；
控制器，所述控制器的信号输入端与加速度传感器的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输入端与麦克风装置的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与音频输出装置的信号输入端电性连接；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述控制器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行根据第一方面任一项所述的一种主动降噪方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行第一方面任一项所述的一种主动降噪方法。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 获取悬挂系统上当前采样周期的振动信号能够得知当前的路噪情况，获取悬挂系统上当前的音频信号能够得知悬挂系统处悬挂系统工作和周围环境的具体声音。获取到振动信号以及音频信号后即可判断出悬挂系统是否出现异响，并且在出现异响时根据反应悬挂系统工作的音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号，对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号。根据总反相音频信号生成抵消音频，抵消音频既可以抵消路噪也可抵消异响噪声，因此最后向车内输出抵消音频，从而降低在出现异响时车内实际的噪音大小，改善了在出现异响时车内的噪声环境；
2. 由于路噪的音频特征较为稳定，因此根据参照音频信号即可将当前采样周期内表征路噪的波形滤除。滤除之后未出现残余波形，则说明悬挂系统处无其他可疑声音，即确定悬挂系统未出现异响。若出现残余波形，则说明悬挂系统处除路噪外有其他可疑声音，即确定悬挂系统出现异响。通过滤除路噪并根据滤除路噪后的结果判断是否出现异响更准确。确定出现异响后，对表征异响的残余波形进行反相处理即可得到第一反相音频信号，通过直接对残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号更方便。
附图说明
图1是本申请实施例的一种主动降噪方法的流程示意图。
图2是本申请实施例步骤S1024中的加速度传感器连接通信系统的结构示意图。
图3是本申请实施例的一种主动降噪装置的结构示意图。
图4是本申请实施例的一种主动降噪系统的结构示意图。
附图说明：301、控制器；302、存储器；303、总线；304、加速度传感器；305、麦克风装置；306；音频输出装置。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
本申请实施例提供了一种主动降噪方法，由主动降噪系统执行，该主动降噪系统可设置在汽车上。如图1所示，该方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104以及步骤S105，其中，
S101，获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号。
对于本申请实施例，振动信号可由设置在悬挂系统上的加速度传感器采集得到，加速度传感器可以是三轴电容式加速度传感器，也可以是压电式加速度传感器，还可以是其他种类的能够采集振动信号的传感器。音频信号可由设置在悬挂系统上的麦克风装置采集得到。
由于车辆在行驶过程中，轮胎与路面产生摩擦振动从而产生路噪，轮胎与路面之间的振动通过轮胎传递到悬挂系统上，因此采集悬挂系统上的振动信号即可得知路噪情况。因此后续即可根据振动信号进行主动降噪，从而降低车内路噪部分的噪声。
音频信号表征悬挂系统工作和悬挂系统周围环境的具体声音，音频包括路噪的声音特征。
S102，根据振动信号以及音频信号判断悬挂系统是否出现异响。
对于本申请实施例，振动信号表征路噪情况，但当悬挂系统出现幅度较大的颠簸以及出现异响时，振动信号同样能够反应悬挂系统除路噪传递的振动之外的情况。音频信号表征路噪的声音特征以及悬挂系统工作时发出的声音，并且悬挂系统出现异响时同样能够由音频信号表征，因此根据振动信号以及音频信号即可判断悬挂系统是否出现异响。
S103，若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定路噪对应的第二反相音频信号。
对于本申请实施例，由于异响的声音特征包含在音频信号中，因此根据音频信号即可确定出异响的声音特征，进而确定出抵消异响的第一反相音频信号。振动信号表征路噪，因此可对振动信号的相位反转180°即可得到用于抵消路噪的第二反相音频信号。
S104，对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号。
对于本申请实施例，由于在发生异响时，路噪并不间断，路噪持续产生。因此通过确定异响在当前采样周期中时域上的位置，将第一反相音频信号叠加在第二反相音频信号中时域上对应的位置，从而得到总反相音频信号。从而使得后续降噪时，在时域上第一反相音频信号与异响对应，第二反相音频信号与路噪对应，降低出现偏差的可能性。
S105，根据总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出抵消音频。
对于本申请实施例，在得到总反相音频信号后，主动降噪系统根据总反相音频信号生成抵消音频。抵消音频用于抵消路噪和异响。主动降噪系统向车内输出抵消音频，从而同时降低路噪与异响对车内带来的双重噪音，改善了在悬挂系统出现异响时车内的噪音环境。
向车内输出抵消音频，可以是控制安装在车内的音频输出装置播放抵消音频，从而达到输出抵消音频的效果。进一步的，音频输出装置可以是扬声器装置，扬声器装置的数量可以是多个，多个扬声器装置设置在车内的不同位置。
本申请实施例的一种可能的实现方式，振动信号的数量为至少两个，至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号。进一步的，振动信号的数量可以是四个，四个振动信号对应的加速度传感器分别设置在悬挂系统上四个车轮对应的位置。
步骤S102中根据振动信号以及音频信号判断悬挂系统是否出现异响时，具体包括步骤S1021（图中未示出）、步骤S1022（图中未示出）、步骤S1023（图中未示出）、步骤S1024（图中未示出）以及步骤S1025（图中未示出），其中，
S1021，获取轮胎型号信息以及道路图像信息。
对于本申请实施例，由于路噪主要由轮胎表面花纹与路面之间的摩擦震动产生。因此路噪与轮胎花纹以及道路路况有关。主动降噪系统可通过设置在车辆底盘上的摄像头装置采集轮胎表面图像，从而得到轮胎花纹情况，进而得到轮胎信号信息。主动降噪系统也可直接读取车上存储有包括轮胎信号信息在内的存储器得知轮胎型号信息。还可以是人员通过鼠标以及键盘等输入设备设置在主动降噪系统中的轮胎型号信息。
道路图像信息可以是设置在车辆外壳或底盘上的摄像头装置采集路面图像得到。通过对道路图像进行分析从而得知道路路况。
S1022，对道路图像信息进行路况识别，得到路况种类。
对于本申请实施例，主动降噪系统得到道路图像信息后，可将道路图像信息输入至训练好的神经网络中进行路况识别，从而得到路况种类。为了得到训练好的网络模型，可以根据多个道路图像以及各自对应的路况种类标签得到训练样本集，将训练样本集输入至网络模型中进行训练，从而得到训练好的神经网络模型，网络模型可以是卷积神经网络，也可以是循环神经网络，还可以是其他种类的网络模型。
S1023，基于路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号。
对于本申请实施例，预设基准信号库中包括多个预设基准信号，一个预设基准信号对应一个轮胎型号信息以及路况种类。每个预设基准信号均可以是相关人员提前通过实验测得，然后通过实验测得的预设基准信号组成预设基准信号库。从预设基准信号库中确定出当前轮胎型号信息以及路况种类下的基准信号，即目标基准信号。目标基准信号表征当前轮胎型号以及当前路况种类下，悬挂系统对应的正常的振动信号。通过找到正常情况下的振动信号并作为基准信号，便于后续判断当前采集到的振动信号是否出现异常。
S1024，基于目标基准信号以及至少两个振动信号判断至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号。
对于本申请实施例，由于悬挂系统复杂，因此在悬挂系统上设置至少两个加速度传感器以及麦克风装置，从而实现对悬挂系统更全面的监测。悬挂系统出现异常情况时，可能只是悬挂系统的某一位点出现异常。因此基于至少两个振动信号以及目标基准信号进行分析，从而便于判断出至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号。
在本申请实施例中，至少两个加速度传感器之间可通过A2B总线连接，组成如图2所示的加速度传感器连接通信系统。
加速度传感器以三轴加速度计为例，三轴加速度计与A2B收发芯片连接，A2B收发芯片的信号输入端连接有第二滤波电路，A2B收发芯片的信号输出端连接有第一滤波电路。A2B收发芯片的信号输出端与供电开关连接，第一滤波电路的信号输出端连接有隔直取电电路，隔直取电电路的信号输出端连接有A端口，A端口的电源输出端同样与隔直取电电路的电源输入端连接。隔直取电电路的电源输出端还与A2B收发芯片连接并且与供电开关连接。
第二滤波电路的信号输入端连接有隔直供电电路，隔直供电电路的电源输入端与供电开关连接。隔直供电电路的电源输出端连接有B端口，B端口的信号输出端与隔直供电电路的信号输入端连接。B端口的电源输出端还与下一通信节点的A端口的电源输入端通过导线连接，B端口的信号输入端还与下一通信节点的A端口的信号输出端通过导线连接。
三轴加速度计将振动生成的振动信号转换为I2S信号，输出至A2B收发芯片。A2B收发芯片将I2S信号转换为A2B差分信号连接到第一滤波电路，同时给三轴加速度计供电。第一滤波电路包含差模滤波和共模滤波，经差模滤波以及共模滤波后的A2B信号连接到隔直取电电路。隔直取电电路内包括隔直电容和低通滤波两部分电路，隔直电容用于滤除线路中的直流成分，低通滤波电路用于滤除线路中的交流电信号，然后给A2B收发芯片和供电开关供电。
当主动降噪系统检测到A2B总线的下一节点通讯正常时，便发送命令由A2B收发芯片输出使能信号打开供电开关，将供电开关输出的电源传输至隔直供电电路。进而将电源经隔直供电电路叠加交流电信号后输送至B端口，B端口通过导线连接至下一A2B节点A端口，实现电能的传输。进一步的，导线是双绞线。隔直供电电路内同样包括隔直电容和低通滤波两部分电路，隔直电容将B端口接收到的下一节点A2B数据滤除直流成分后传输到第二滤波电路。低通滤波电路用于防止A2B信号对电源造成干扰。第二滤波电路同样包括共模滤波和差模滤波，从而滤除A2B传输路径上的各种噪声干扰。经过滤波后的A2B信号输出至A2B收发芯片，由此完成信号的接收和A2B节点的级联。主动降噪系统通过A2B总线对A2B收发芯片进行配置，三轴加速度计则作为从设备通过I2C进行配置。
本申请实施例的加速度传感器连接通信系统一方面将上一A2B节点B端口输送至本节点A端口的电源经低通滤波后发送至A2B收发芯片及供电开关供电，另一方面将A2B信号经隔直电容输出至A端口，然后通过导线传输到上一A2B节点B端口，由此完成信号的发送。进一步的，导线是双绞线。
本申请实施例公开的加速度传感器连接通信系统中的加速度传感器还可替换成其他类型的传感器，以实现特定的效果，在此不再赘述。
S1025，若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断悬挂系统是否出现异响。
对于本申请实施例，至少两个振动信号为悬挂系统上不同位置的振动信号，因此判断是否出现异响，麦克风装置的数量同样为至少两个，至少两个麦克风装置设置在悬挂系统上不同的位置。每个加速度传感器的位置对应有一个麦克风装置。
因此，在存在可疑振动信号时，说明悬挂装置可能出现异响，即可对可疑振动信号处对应的音频信号进行分析，从而能够根据音频信号判断悬挂系统在可疑振动信号处是否出现异响。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S1024中基于目标基准信号以及至少两个振动信号判断至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号，具体包括步骤S10241（图中未示出）以及步骤S10242（图中未示出），其中，
S10241，计算每个振动信号与目标基准信号的相似度。
对于本申请实施例，主动降噪系统根据当前采集周期内每个振动信号的图像以及目标基准信号的图像，计算每个振动信号的图像与目标基准信号的图像之间的相似度。
分别计算任一振动信号的图像和目标基准信号的图像的直方图，得到两个直方图，然后计算两个直方图的归一化相关系数，如巴氏距离以及直方图相交距离等确定相似度。也可以通过计算任一振动信号的图像与目标基准信号的图像的余弦相似度确定相似度，还可以通过感知哈希算法计算两个信号的相似度，还可以通过计算两个图像之间信号波形各点之间的欧式距离确定相似度。
S10242，若存在相似度未达到第一预设相似度阈值的振动信号，则将相似度未达到预设相似度阈值的振动信号确定为可疑振动信号。
对于本申请实施例，假设第一相似度阈值为90％，某一振动信号与目标基准信号的相似度小于90％，则说明该振动信号与目标基准信号偏差较大，该振动信号处的悬挂系统可能出现异常，因此将该振动信号确定为可疑振动信号。若该振动信号与目标基准信号的相似度达到90％，则说明该振动信号与目标基准信号的偏差处在可接受范围内，该振动信号处的悬挂系统出现异常的概率较小。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S1025中根据可疑振动信号对应的音频信号判断悬挂系统是否出现异响，具体包括步骤S10251（图中未示出）、步骤S10252（图中未示出）、步骤S10253（图中未示出）以及步骤S10254（图中未示出）；步骤S103中若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，具体包括步骤S1031（图中未示出），其中，
S10251，确定参照音频信号，参照音频信号包括当前采样周期之前预设数量采样周期的振动信号对应的音频信号。
对于本申请实施例，由于路噪较为稳定，路噪的声音特征在较短时间内不会发生太大变化。假设预设数量为2个，因此可将当前采样周期的前两个音频信号确定为参照音频信号。
S10252，基于参照音频信号的波形对当前采样周期的可疑振动信号对应的音频信号的波形进行过滤。
对于本申请实施例，由于路噪是连续的，因此在每个音频信号中均包括有路噪。以步骤S10251为例，在确定出前两个采集周期内的音频信号后，过滤当前采样周期内音频信号与前两个音频信号中相同的部分，从而尽可能滤除路噪对应的音频信号。
S10253，若进行过滤后未出现残余波形，则确定悬挂系统未出现异响。
对于本申请实施例，当前采集周期内的音频信号在过滤后未出现残余波形，说明过滤较为彻底，当前采集周期内的音频信号不存在除路噪之外的声音，也即确定出悬挂系统未出现异响。
S10254，若进行过滤后出现残余波形，则确定悬挂系统出现异响。
对于本申请实施例，当前采集周期内的音频信号在过滤后出现残余波形，说明在滤除路噪音频信号后，当前采集周期内的音频信号仍存在除路噪之外的声音，也即确定出悬挂系出现异响。
S1031，若确定悬挂系统出现异响，则对残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号。
对于本申请实施例，由于根据残余波形确定出悬挂系统出现异响，即，残余波形表征异响的声音特性，主动降噪系统将残余波形的相位反转180°，从而得到一个与残余波形相位完全相反的第一反相音频信号，从而绩效异响带来的噪声。
在本申请实施例中，确定是否出现残余波形，还可通过经过过滤处理后的残余波形在时域上的连续持续时长是否达到预设时间长度，预设时间长度小于单个采样周期的时间长度，若残余波形连续且连续部分未达到预设时间长度，则说明残余波形在时间上持续时间较短，极有可能为路噪过滤的残留。若残余波形连续且连续部分达到预设时间长度，则说明残余波形在时间长持续时间较长，从而确定出残余波形不属于路噪残留。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S105中向车内输出抵消音频，具体包括步骤S1051（图中未示出）、步骤S1052（图中未示出）、步骤S1053（图中未示出）以及步骤S1054（图中未示出），其中，
S1051，获取车内图像信息。
对于本申请实施例，车内图像信息可以通过设置在车内的摄像头装置采集得到，车内摄像头能够覆盖车内每个座位。通过获取车内图像信息，从而便于后续得知车内人员情况。
S1052，对车内图像信息进行人员识别，得到人员位置信息。
对于本申请实施例，将车内图像信息输入至训练好的神经网络中进行人员识别，从而得到出人员数量和每个人员对应的位置。进一步的，神经网络可以是卷积神经网络，也可以是循环神经网络，还可以是其他类型的网络模型。假设车内图像信息经过人员识别后得到人员数量为1个，该人员的位置为主驾驶。
S1053，基于人员位置信息从至少两个音频输出装置中确定目标设备。
对于本申请实施例，至少两个音频输出装置设置在车内不同位置，进一步的，至少两个音频播放装置可以根据车内座位的位置进行布设。每个音频输出装置均对应有预设的位置信息。
以步骤S1052为例，主动降噪系统确定出人员数量为1以及主驾驶位后，可根据车内结构建立直角坐标系，根据每个座椅位置的中心点表征座椅位置，进而表征人员位置。通过计算人员位置到每个音频输出装置的欧式距离确定出距离人员最近的播放设备，即目标设备。通过距离人员最近的目标设备播放抵消音频效果更好。在人员的数量为至少两个时，分别计算每个人员对应的最近的音频输出装置，从而提高每个人员的降噪感受。
在本申请实施例中，还可根据车内人员数量以及车内实际噪声调节播放抵消音频的响度，从而进一步提升降噪效果。
在本申请实施例中，当车内人员只有1个时，还可根据人员位置以及每个音频输出装置的播放覆盖范围确定至少两个目标设备，以使得至少两个目标设备能够从多个角度朝向人员播放抵消音频，进一步提升降噪效果。
S1054，控制目标设备输出抵消音频。
对于本申请实施例，目标设备接收到总反相音频信号后将音频信号转化为声音信号，从而向车内播放抵消音频，达到降低路噪和异噪声的效果。
在本申请实施例中，车内还可安装误差麦克风，每个误差麦克风对应一个加速度传感器和一个音频输出装置，误差麦克风采集车内环境音频，起到一个负反馈的作用，从而进一步改善降噪效果。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S103中若出现异响，之后包括步骤S106（图中未示出）、步骤S107（图中未示出）以及步骤S108（图中未示出），其中，
S106，将残余波形与预设波形库中的预设波形进行相似度计算，每个预设波形均对应有预设异响种类。
对于本申请实施例，预设波形库中的每个预设波形分别为该种悬挂系统在出现各种异响时对应的音频波形。预设波形以及对应的异响种类可以是相关人员通过大量实验测得。主动降噪系统通过对残余波形以及每个预设波形进行相似度计算，得到残余波形与每个预设波形对应的相似度。计算残余波形分别与每个预设波形的相似度可以与步骤S10241中计算相似度的方式相同，在此不再赘述。
S107，若存在相似度达到第二相似度阈值的待选预设波形，则将相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形。
对于本申请实施例，假设第二相似度阈值为95％，若残余波形与某一预设波形的相似度为97％，与另一预设波形的相似度为98％，主动降噪系统将相似度为98％的预设波形确定为目标预设波形，即残余波形与该预设波形最相似。
S108，将目标预设波形对应的预设异响种类确定为异响种类。
对于本申请实施例，确定出目标预设波形后，将目标预设波形对应的异响种类确定为当前悬挂发生异响的异响种类即可。例如，目标预设波形对应的异响种类为螺母松动，则当前悬挂系统所出现的异响类型同样为螺母松动。
本申请实施例的一种可能的实现方式，步骤S108之后包括步骤S109（图中未示出），其中，
S109，基于异响种类输出提示信息。
对于本申请实施例，以步骤S108为例，主动降噪系统可控制车内的显示屏等显示装置输出“悬挂异响，螺母松动”的文字提示信息，也可控制车内的音频输出装置语音播报“悬挂异响，螺母松动”的语音提示信息。从而便于用户及时得知悬挂出现异响。
进一步的，还可根据音频信号位置在悬挂结构图像上显示异响位置，并控制车内显示屏等显示装置显示指示有异响位置的悬挂结构图像，从而使得车内人员更直观地得知悬挂异响情况。
上述实施例从方法流程的角度介绍一种主动降噪方法，下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种主动降噪装置，具体详见下述实施例。
本申请实施例提供一种主动降噪装置20，如图3所示，该主动降噪装置20具体可以包括：
获取模块201，用于获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号；
异响判断模块202，用于根据振动信号以及音频信号判断悬挂系统是否出现异响；
音频信号确定模块203，用于当出现异响时，根据音频信息确定第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号；
叠加模块204，用于对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号；
音频输出模块205，用于根据总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出抵消音频。
通过采用上述技术方案，获取模块201获取悬挂系统上当前采样周期的振动信号能够得知当前的路噪情况，获取模块201获取悬挂系统上当前的音频信号能够得知悬挂系统处悬挂系统工作和周围环境的具体声音。获取到振动信号以及音频信号后异响判断模块202即可判断出悬挂系统是否出现异响，并且音频信号输出模块203在出现异响时根据反应悬挂系统工作的音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号，叠加模块204对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号。音频输出模块205根据总反相音频信号生成抵消音频，抵消音频既可以抵消路噪也可抵消异响噪声，因此最后向车内输出抵消音频，从而降低在出现异响时车内实际的噪音大小，改善了在出现异响时车内的噪声环境。
本申请实施例的一种可能的实现方式，振动信号的数量为至少两个，至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号，异响判断模块202在根据振动信号以及音频信号判断悬挂系统是否出现异响时，具体用于：
获取轮胎型号信息以及道路图像信息；
对道路图像信息进行路况识别，得到路况种类；
基于路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号；
基于目标基准信号以及至少两个振动信号判断至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号；
若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断悬挂系统是否出现异响。
本申请实施例的一种可能的实现方式，异响判断模块202在基于目标基准信号以及至少两个振动信号判断至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号时，具体包括：
计算每个振动信号与目标基准信号的相似度；
若存在相似度未达到第一预设相似度阈值的振动信号，则将相似度未达到预设相似度阈值的振动信号确定为可疑振动信号。
本申请实施例的一种可能的实现方式，异响判断模块202在根据可疑振动信号对应的音频信号判断悬挂系统是否出现异响时，具体用于：
确定参照音频信号，参照音频信号包括当前采样周期之前预设数量采样周期的振动信号对应的音频信号；
基于参照音频信号的波形对当前采样周期的可疑振动信号对应的音频信号的波形进行过滤；
若进行过滤后未出现残余波形，则确定悬挂系统未出现异响；
若进行过滤后出现残余波形，则确定悬挂系统出现异响；
本申请实施例的一种可能的实现方式，音频信号输出模块203在出现异响时，根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，具体用于：
若确定悬挂系统出现异响，则对残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号。
本申请实施例的一种可能的实现方式，音频输出模块203在向车内输出抵消音频时，具体用于：
获取车内图像信息；
对车内图像信息进行人员识别，得到人员位置信息；
基于人员位置信息从至少两个音频输出装置中确定目标设备；
控制目标设备输出抵消音频。
本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括：
计算模块，用于将残余波形与预设波形库中的预设波形进行相似度计算，每个预设波形均对应有预设异响种类；
波形确定模块，用于在存在相似度达到第二相似度阈值的待选预设波形时，将相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形；
种类确定模块，用于将目标预设波形对应的预设异响种类确定为异响种类。
本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括：
输出模块，用于基于异响种类输出提示信息。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的一种主动降噪装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例中提供了一种主动降噪系统，如图4所示，图4所示的主动降噪系统包括：控制器301和存储器302。其中，控制器301和存储器302相连，如通过总线303相连。其中，控制器301可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器），通用处理器，DSP（Digital Signal Processor，数据信号处理器），ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路），FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。控制器301也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
存储器302可以是ROM（Read Only Memory，只读存储器）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM（Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器）、CD-ROM（Compact DiscRead Only Memory，只读光盘）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
存储器302用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由控制器301来控制执行。控制器301用于执行存储器302中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。
图4所示的主动降噪系统还包括：加速度传感器304、麦克风装置305以及音频输出装置306。加速度传感器304的数量可以是至少两个，至少两个加速度传感器304设置在悬挂系统上不同的位置，加速度传感器304的信号输出端与控制器301的信号输入端可通过导线连接。加速度传感器304采集悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号。麦克风装置305的数量也可以是至少两个，至少两个麦克风装置305设置在悬挂系统上不同的位置，加速度传感器304的位置与麦克风装置305的位置对应，一个加速度传感器304的位置设置一个麦克风装置305。麦克风装置305的信号输出端与控制器301的信号输入端可通过导线连接。麦克风装置305采集悬挂系统上的当前采样周期内的音频信号。音频输出装置306设置在车内，音频输出装置306的数量同样可以为至少两个，至少两个音频输出装置306设置在车内的不同位置，进一步的，至少两个音频输出装置306可根据车内座位的位置对应设置。音频输出装置306的信号输入端与控制器301的信号输出端通过导线连接，用于向车内输出抵消音频。
图3示出的主动降噪系统仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。与相关技术相比，本申请实施例中由于路噪的音频特征较为稳定，因此根据参照音频信号即可将当前采样周期内表征路噪的波形滤除。滤除之后未出现残余波形，则说明悬挂系统处无其他可疑声音，即确定悬挂系统未出现异响。若出现残余波形，则说明悬挂系统处除路噪外有其他可疑声音，即确定悬挂系统出现异响。通过滤除路噪并根据滤除路噪后的结果判断是否出现异响更准确。确定出现异响后，对表征异响的残余波形进行反相处理即可得到第一反相音频信号，通过直接对残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号更方便。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种主动降噪方法，其特征在于，包括：
获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号；
根据所述振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响；
若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，根据振动信号确定路噪对应的第二反相音频信号；
对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号；
根据所述总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出所述抵消音频；
其中，所述振动信号的数量为至少两个，所述至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，所述音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号，所述根据振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响，包括：
获取轮胎型号信息以及道路图像信息；
对所述道路图像信息进行路况识别，得到路况种类；
基于所述路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与所述路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号；
基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号；
若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响。
2.根据权利要求1所述的一种主动降噪方法，其特征在于，所述基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号，包括：
计算每个振动信号与目标基准信号的相似度；
若存在相似度未达到第一预设相似度阈值的振动信号，则将所述相似度未达到预设相似度阈值的振动信号确定为可疑振动信号。
3.根据权利要求1所述的一种主动降噪方法，其特征在于，根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响，若出现异响，则根据音频信号确定异响对应的第一反相音频信号，包括：
确定参照音频信号，所述参照音频信号包括当前采样周期之前预设数量采样周期的振动信号对应的音频信号；
基于参照音频信号的波形对当前采样周期的可疑振动信号对应的音频信号的波形进行过滤；
若进行过滤后未出现残余波形，则确定所述悬挂系统未出现异响；
若进行过滤后出现残余波形，则确定所述悬挂系统出现异响；
若确定所述悬挂系统出现异响，则对所述残余波形进行反相处理得到第一反相音频信号。
4.根据权利要求1所述的一种主动降噪方法，其特征在于，所述向车内输出所述抵消音频，包括：
获取车内图像信息；
对车内图像信息进行人员识别，得到人员位置信息；
基于人员位置信息从至少两个音频输出装置中确定目标设备；
控制所述目标设备输出所述抵消音频。
5.根据权利要求3所述的一种主动降噪方法，其特征在于，若出现异响，之后包括：
将所述残余波形与预设波形库中的预设波形进行相似度计算，每个预设波形均对应有预设异响种类；
若存在相似度达到第二相似度阈值的待选预设波形，则将相似度最高的待选预设波形确定为目标预设波形；
将所述目标预设波形对应的预设异响种类确定为所述异响种类。
6.根据权利要求5所述的一种主动降噪方法，其特征在于，所述将所述目标预设波形对应的预设异响种类确定为所述异响种类，之后包括：
基于所述异响种类输出提示信息。
7.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号以及音频信号；
异响判断模块，用于根据所述振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响；
音频信号确定模块，用于当出现异响时，根据音频信息确定第一反相音频信号，根据振动信号确定第二反相音频信号；
叠加模块，用于对第一反相音频信号以及第二反相音频信号进行叠加得到总反相音频信号；
音频输出模块，用于根据所述总反相音频信号生成抵消音频，并向车内输出所述抵消音频；
其中，所述振动信号的数量为至少两个，所述至少两个振动信号表征悬挂系统上不同位置的振动信号，所述音频信号的数量为至少两个，每个振动信号的位置分别对应一个音频信号，异响判断模块在根据振动信号以及音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响时，具体用于：
获取轮胎型号信息以及道路图像信息；
对所述道路图像信息进行路况识别，得到路况种类；
基于所述路况种类以及轮胎型号信息从预设基准信号库中查找与所述路况种类以及轮胎型号信息对应的目标基准信号；
基于所述目标基准信号以及所述至少两个振动信号判断所述至少两个振动信号中是否存在可疑振动信号；
若存在可疑振动信号，则根据可疑振动信号对应的音频信号判断所述悬挂系统是否出现异响。
8.一种主动降噪系统，其特征在于，其包括：
加速度传感器，设置在悬挂系统上，用于采集悬挂系统上的当前采样周期内的振动信号；
麦克风装置，设置在悬挂系统上，用于采集悬挂系统上的当前采样周期内的音频信号；
音频输出装置；设置在车内，向车内输出所述抵消音频；
控制器，所述控制器的信号输入端与加速度传感器的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输入端与麦克风装置的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与音频输出装置的信号输入端电性连接；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述控制器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行根据权利要求1～6任一项所述的一种主动降噪方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行权利要求1～6任一项所述的一种主动降噪方法。
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