CN116504215A - 车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质，其中，车内主动降噪系统中，降噪参考信号采集模块，用于采集车内噪声激励源的降噪参考信号；误差麦克风阵列，用于采集目标降噪区域的误差麦克风信号；距离采集模块，用于采集相对位置信息，相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；环境采集模块，用于采集车内的环境信息；控制器，用于基于降噪参考信号、误差麦克风信号、距离信息和环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。本申请实施例基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息生成与当前车内状态适配的扬声器激励信号，以更好的抵消车内噪声，提高降噪效果和系统鲁棒性。

Description

车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质
技术领域
本发明涉及车内噪声主动控制领域，具体涉及一种车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们对汽车驾驶舒适性的要求也不断提高。车内噪声作为影响驾驶舒适性的因素之一，传统的控制方法大多是通过吸声、隔声、隔振等被动的方法来进行噪声的消除，这些方法对车内中高频噪声是有效的，但对于低频噪声的消除效果有限。随着汽车智能化时代的到来，噪声主动控制(Active Noise Control，ANC)技术在车内噪声消除领域获得了长足的发展，许多汽车品牌开始应用这项技术来消除车内的低频噪声。
然而，目前利用ANC技术消除车内噪声的方法降噪效果不好，且稳定性较差。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质。
第一方面，本申请提供了一种车内主动降噪系统，包括：降噪参考信号采集模块、误差麦克风阵列、距离采集模块、环境采集模块和控制器；
所述降噪参考信号采集模块，用于采集车内噪声激励源的降噪参考信号；
所述误差麦克风阵列，用于采集目标降噪区域的误差麦克风信号；
所述距离采集模块，用于采集相对位置信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
所述环境采集模块，用于采集车内的环境信息；
所述控制器，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
可选地，所述环境采集模块包括：温度传感器和湿度传感器；
所述温度传感器，用于采集车内的温度信息；
所述湿度传感器，用于采集车内的湿度信息。
可选地，所述距离采集模块，还用于采集座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
所述控制器，还用于基于所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
可选地，所述控制器，还用于从CAN总线上获取当前的车辆状态信息。
第二方面，本申请提供了一种车内主动降噪方法，包括：
获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
可选地，基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，包括：
基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数；
基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
可选地，基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数，包括：
基于所述环境信息确定温度信息及湿度信息；
基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数。
可选地，基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数，包括：
确定所述距离信息所对应的预设距离数据范围；
确定所述温度信息所对应的预设温度数据范围；
确定所述湿度信息所对应的预设湿度数据范围；
将与所述预设距离数据范围、所述预设温度数据范围及所述预设湿度数据范围对应的滤波器系数，确定为所述目标滤波器系数。
可选地，所述方法还包括：
获取当前的车辆状态信息；
若所述车辆状态信息满足降噪触发条件，执行获取相对位置信息及汽车内的环境信息的步骤；
基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，包括：
将所述车辆状态信息输入主动降噪算法；
基于所述主动降噪算法、所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
可选地，所述方法还包括：
获取座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
基于与所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
第三方面，本申请提供了一种车内主动降噪装置，包括：
第一获取模块，用于获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
第二获取模块，用于获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
第一生成模块，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
可选地，所述第一生成模块包括：
第一确定单元，用于基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数；
第一处理单元，用于基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
可选地，所述第一确定单元包括：
第一确定子单元，用于基于所述环境信息确定温度信息及湿度信息；
第二确定子单元，用于基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数。
可选地，所述第二确定子单元包括：
确定所述距离信息所对应的预设距离数据范围；
确定所述温度信息所对应的预设温度数据范围；
确定所述湿度信息所对应的预设湿度数据范围；
将与所述预设距离数据范围、所述预设温度数据范围及所述预设湿度数据范围对应的滤波器系数，确定为所述目标滤波器系数。
可选地，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取当前的车辆状态信息；
执行模块，用于若所述车辆状态信息满足降噪触发条件，执行获取相对位置信息及汽车内的环境信息的步骤；
所述第一处理单元包括：
输入子单元，用于将所述车辆状态信息输入主动降噪算法；
处理子单元，用于基于所述主动降噪算法、所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
可选地，所述装置还包括：
第四获取模块，用于获取座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
确定模块，用于基于与所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
第四方面，本申请提供了一种控制器，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第二方面任一所述的车内主动降噪方法。
第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车内主动降噪方法的程序，所述车内主动降噪方法的程序被处理器执行时实现第二方面任一所述的车内主动降噪方法的步骤。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例通过距离采集模块和环境采集模块，可以确定次级通道的距离及车内的环境信息，基于次级通道的距离及环境信息可以生成扬声器激励信号，并输出，实现基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息生成与当前车内状态适配的扬声器激励信号，以更好的抵消车内噪声，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种车内主动降噪系统的结构图；
图2为本申请实施例提供的一种车内主动降噪方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种实际应用中的车内主动降噪系统的结构图；
图4为本申请实施例提供的一种座椅移动示意图；
图5为本申请实施例提供的一种实际应用中的车内主动降噪方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种某燃油车不同车内主动降噪方法的发动机2阶阶次降噪效果对比示意图；
图7为本申请实施例提供的一种车内主动降噪装置的结构图；
图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构图。
其中，11-降噪参考信号采集模块，12-误差麦克风阵列、13-距离采集模块、14环境采集模块，15-控制器，16-温度传感器，17-湿度传感器，18-扬声器阵列，21-第一获取模块，22-第二获取模块，23-第一生成模块。
具体实施方式
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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
ANC技术主要是利用声音的干涉原理进行降噪，通过扬声器产生与原始噪声频率、幅值相同，但相位相差180°的声音信号，在目标区域进行声场的叠加，抵消原始噪声，达到降噪的效果。现有ANC系统主要包含信号输入、控制器、信号输出三个部分。
信号输入部分主要通过降噪参考信号采集模块和CAN总线等获得车内噪声参考信号以及汽车运行工况信息，并通过误差麦克风阵列实时收集目标区域的噪声信号。控制器部分对输入信号进行处理，运行主动降噪算法，输出扬声器激励信号。输出部分主要通过车内扬声器播放抵消声波信号，并传递至目标区域与原始噪声信号进行抵消，达到降噪效果。
次级通道是指ANC系统中扬声器阵列到误差麦克风阵列之间的物理通路，输出声波需要通过这段通路才能与原始噪声信号相抵消。ANC技术通常将次级通道传递函数进行离线测试，并转化为滤波器系数存入ANC控制器中，然后，对参考信号进行滤波以抵消扬声器激励信号经过次级声通道产生的相移，提高降噪效果。
然而，发明人在利用ANC技术消除车内噪声时发现：现有基于ANC技术的降噪方法降噪效果不好，且稳定性较差。为此，本申请实施例提供一种车内主动降噪系统、方法、装置、控制器及存储介质。
如图1所示，本申请实施例提供的车内主动降噪系统，包括：降噪参考信号采集模块11、误差麦克风阵列12、距离采集模块13、环境采集模块14和控制器15；
所述降噪参考信号采集模块11，用于采集车内噪声激励源的降噪参考信号；
本申请实施例中，车内噪声激励源包括：路噪(或称：胎噪)和/或发动机噪声等，降噪参考信号采集模块11包括：路噪传感器和/或发动机噪声传感器等等，相应的，降噪参考信号包括：路噪和/或发动机噪声的降噪参考信号。
所述误差麦克风阵列12，用于采集目标降噪区域的误差麦克风信号；
本申请实施例中，为了提高系统降噪效果，误差麦克风可布置于座椅上靠近人耳处，如：座椅靠背的头枕处等位置。
所述距离采集模块13，用于采集相对位置信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
距离采集模块13包括：距离传感器，如：霍尔传感器，距离采集模块13用以为系统提供扬声器和误差麦克风阵列12之间的距离信息。
在本申请的一种实施方式中，所述距离采集模块13，还用于采集座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
所述控制器15，还用于基于所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
所述环境采集模块14，用于采集车内的环境信息；
环境信息指车内的温湿度信息，也即，环境信息包括温度和湿度信息，以用于实时更新滤波器系数。
在本申请的一种实施方式中，所述环境采集模块包括：温度传感器和湿度传感器；所述温度传感器，用于采集车内的温度信息；所述湿度传感器，用于采集车内的湿度信息。
所述控制器15，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出，以抵消噪声信号。
进一步地，控制器15基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数，基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
本申请实施例中，控制器15主要包含控制算法、DSP芯片、数模转换器等。当输入信号被数模转换器转换为数字信号后，DSP芯片首先对距离采集模块13和环境采集模块14采集的信号进行辨别，并选择对应参数组合下已保存的滤波器系数，然后运行控制算法对降噪参考信号和误差麦克风信号进行处理，产生扬声器激励信号，并通过数模转换器后传递给信号输出部分。
输出部分主要包含扬声器和功率放大器等，输出部分输出系统的降噪声波，降噪声波在目标区域与原始噪声信号相叠加，完成降噪过程。
在本申请的一种实施方式中，所述控制器15，还用于从CAN总线上获取当前的车辆状态信息。
CAN总线为系统提供车辆运行工况参数，如发动机转速、车速、油门踏板位置、档位、车窗升降情况、车门开关情况等，所以，车辆状态信息包括：发动机转速、车速、油门踏板位置、档位、车窗升降情况、车门开关情况等信息。
获取车辆状态信息可以用于判断是否开启车内主动降噪，如：在车窗打开和/或车门打开时，可以关闭车内主动降噪，在车窗关闭和/或车门关闭时，可以开启车内主动降噪。
由于发明人在实现本发明的过程中发现，在ANC系统运行的过程中，误差麦克风位置、车内温度和湿度等因素变化可能会引起次级通道的传递函数的改变，导致ANC控制器中滤波器系数与实时的传递函数不匹配，从而造成降噪效果的下降及降噪效果不稳定。所以，本申请实施例通过次级通道的距离、温度及湿度信息在线实时辨识车内状态，进而选择相应的次级通道传递函数，以转化为目标滤波器系数，实现跟随次级通道的距离及车内的环境信息变化实时自动更新目标滤波器系数，自适应车内次级通道传递函数的变化，控制器基于目标滤波器系数进行降噪处理，提高降噪效果和系统鲁棒性。
本申请实施例通过距离采集模块和环境采集模块，可以确定次级通道的距离及车内的环境信息，基于次级通道的距离及环境信息可以生成扬声器激励信号，并输出，实现基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息生成与当前车内状态适配的扬声器激励信号，以更好的抵消车内噪声，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，及降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
在本申请的又一实施例中，还提供一种车内主动降噪方法，该车内主动降噪方法可以应用于前述实施例的控制器中，如图2所示，包括：
步骤S101，获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
控制器可以从距离采集模块获取相对位置信息，从环境采集模块获取环境信息。
步骤S102，获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
控制器可以从降噪参考信号采集模块获取降噪参考信号，从误差麦克风阵列获取误差麦克风信号。
步骤S103，基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
本申请实施例通过获取次级通道的距离及车内的环境信息，基于次级通道的距离及环境信息可以生成扬声器激励信号，并输出，实现基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息生成与当前车内状态适配的扬声器激励信号，以更好的抵消车内噪声，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，及降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
在本申请又一实施例中，步骤S103基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，包括：
步骤S201，基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数；
本申请实施例中，可以预先设置不同距离信息的数据范围及环境信息的数据范围与滤波器系数的对应关系，在该步骤中，可以确定距离信息所在的数据范围，及环境信息所在的数据范围，再根据距离信息所在的数据范围及环境信息所在的数据范围，在对应关系中，查询相应的滤波器系数，即目标滤波器系数。
步骤S202，基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
本申请实施例可以基于实时的距离信息及环境信息，选择与当前车内状态更加匹配的滤波器系数作为目标滤波器系数，利用目标滤波器系数对降噪参考信号和误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出，实现基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息在线辨识车内状态，进而选择相应的次级通道传递函数，以转化为目标滤波器系数，实现跟随次级通道的距离及车内的环境信息变化实时自动更新目标滤波器系数，自适应车内次级通道传递函数的变化，控制器基于目标滤波器系数进行降噪处理，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，及降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
在本申请又一实施例中，步骤S201基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数，包括：
步骤S301，基于所述环境信息确定温度信息及湿度信息；
本申请实施例中，环境信息包括温度信息及湿度信息，所以，可以在环境信息中提取温度信息及湿度信息。
步骤S302，基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数。
在该步骤中，可以确定所述距离信息所对应的预设距离数据范围，确定所述温度信息所对应的预设温度数据范围，确定所述湿度信息所对应的预设湿度数据范围，将与所述预设距离数据范围、所述预设温度数据范围及所述预设湿度数据范围对应的滤波器系数，确定为所述目标滤波器系数。
本申请实施例中，可以预先基于次级通道的距离信息、车内温度信息和湿度信息三项参数，在不同参数段组合下，进行次级通道传递函数离线测试，并转化为滤波器系数阵列存入控制器。
在本申请的一种实施方式中，可以获取座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；基于与所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
可见，距离信息是根据相对位置信息确定的，而相对位置信息包括：座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，所以，可以在离线状态下，对座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离、座椅靠背角度、车内温度和车内湿度五个参数进行单因素实验，确定各参数对应的传递函数变化规律，并确定参数分段范围和分段数。在进行各参数单因素实验时，其余参数取中间值。根据单因素实验结果，按照不同的分段参数组合进行传递函数的测量，并转化为滤波器系数，存储在ANC系统控制器中。其中每次测量参数取值为各参数分段的中间值，测量的方式如表1所示。
表1分段参数组合测试表
本申请实施例可以基于实时的距离信息、温度信息及湿度信息，选择与当前车内状态更加匹配的滤波器系数作为目标滤波器系数，利用目标滤波器系数对降噪参考信号和误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出，本申请基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息在线辨识车内状态，选择相应的次级通道传递函数，以转化为目标滤波器系数，实现跟随次级通道的距离及车内的环境信息变化实时自动更新目标滤波器系数，自适应车内次级通道传递函数的变化，控制器基于目标滤波器系数进行降噪处理，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
在本申请的一种实施方式中，所述方法还包括：
步骤S401，获取当前的车辆状态信息；
控制器可以通过CAN总线获取车辆状态信息，车辆状态信息包括：发动机转速、车速、油门踏板位置、档位、车窗升降情况、车门开关情况等信息。
步骤S402，若所述车辆状态信息满足降噪触发条件，执行获取相对位置信息及汽车内的环境信息的步骤；
获取车辆状态信息可以用于判断是否开启车内主动降噪，可以判断车辆状态信息中的指定参数是否满足降噪触发条件，如：在车窗打开和/或车门打开时，可以关闭车内主动降噪，在车床关闭和/或车门关闭时，可以开启车内主动降噪，即开始执行步骤S101获取相对位置信息及汽车内的环境信息。
步骤S202基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，包括：
步骤S501，将所述车辆状态信息输入主动降噪算法；
步骤S502，基于所述主动降噪算法、所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
在该步骤中，可以运行主动降噪算法，利用目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
本申请实施例可以基于实时的车辆状态信息，确定是否开启主动降噪，以及，根据实时的车辆状态信息，进行主动降噪，实现基于实时的车辆状态信息，自动开启车内的主动降噪及更加准确的进行车内的主动降噪，提高降噪效果和系统鲁棒性。
为了便于理解，在本申请的又一实施例中，还提供一种实际应用中的实施例，如下：
以在某一燃油小轿车上实现发动机噪声主动降噪为例，建立车内主动降噪系统，如图3所示。其中，控制器15通过CAN总线获取车辆状态信息，如发动机转速信号、档位信号和车窗车门状态等。参考信号采用车辆发动机转速信号和档位信号。误差麦克风阵列14采集目标区域的噪声信号。如图4所示，距离采集模块13检测座椅向车前方的位移距离-X、向车顶位移距离-Y以及座椅靠背角度-Z。环境采集模块14中的温度传感器16及湿度传感器17检测车内温度及湿度信息。
以上信息输入到控制器，计算扬声器阵列18激励信号，并经过控制器中的数模转换器后，传递到扬声器阵列18发声，在目标区域与原始噪声叠加后，实现降噪功能。
在该实例中，误差麦克风阵列5个，分别安装驾驶员位、副驾驶位、后排右位、后排中间位以及后排左位乘客的右耳处。扬声器阵列4个，采用4个车门扬声器。
如图5所示，其具体实施过程如下:
1.在离线状态下，对20条次级通道所对应的X、Y、Z、车内温度和车内湿度五个参数进行单因素实验，确定各参数对应的传递函数变化规律，并确定参数分段范围和分段数。各参数的取值范围如表2所示。
表2各参数取值范围
参数 X(mm) Y(mm) Z(°) 车内温度(℃) 车内湿度(％)
范围 -120～120 -50～50 0～120 -40～60 10～90
根据单因素实验结果，按照不同的分段参数组合进行传递函数的测量，并转化为滤波器系数，存储在ANC控制器中。各参数分段取值以驾驶位上误差麦克风阵列与左前车门上的扬声器的距离示例如表3。
表3各参数分段取值示例
其中后排座椅上的误差麦克风阵列无法移动，其次级通道的距离取为固定值。
2.装置上电后，控制器通过CAN总线确认车辆的车门和车窗的开关状态，如果车门和车窗关闭，运行主动控制系统。
3.距离传感器、温度传感器和湿度传感器分别采集各次级通道距离、车内温度和湿度实现信息，主动控制器根据上述信息选择相应分段参数组合下的滤波器系数。
4.控制器通过CAN总线获取发动机转速信号和档位信号作为降噪参考信号(本示例以车内噪声激励源为发动机噪声为例)，通过误差麦克风采集目标区域的噪声信号，并运行主动降噪控制算法，输出扬声器激励信号。
5.扬声器输出噪声抵消信号，并在目标区域进行噪声抵消，达到降噪目的。
6.下一时刻，重复第3～6步，直至装置下电或车门、车窗开启。
为检验以上车内主动降噪方法，将该方法与离线建模方式的车内主动降噪方法进行对比，离线建模时各参数范围以及测试时各参数范围如表4。
表4离线建模时与效果验证时的参数组合范围对比
其中次级通道距离以驾驶位上误差麦克风与左前车门上的扬声器的距离为例。两种控制方法的发动机2阶噪声降噪效果如图6所示。由图6可得，两种控制方法在该加速工况下都可以实现发动机2阶阶次噪声的降噪，但相比较次级通道离线建模的控制方法，在次级通道传递函数改变的情况下，本发明具有更好的降噪效果。
在本申请的又一实施例中，还提供一种车内主动降噪装置，如图7所示，包括：
第一获取模块21，用于获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
第二获取模块22，用于获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
第一生成模块23，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
可选地，所述第一生成模块包括：
第一确定单元，用于基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数；
第一处理单元，用于基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
可选地，所述第一确定单元包括：
第一确定子单元，用于基于所述环境信息确定温度信息及湿度信息；
第二确定子单元，用于基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数。
可选地，所述第二确定子单元包括：
确定所述距离信息所对应的预设距离数据范围；
确定所述温度信息所对应的预设温度数据范围；
确定所述湿度信息所对应的预设湿度数据范围；
将与所述预设距离数据范围、所述预设温度数据范围及所述预设湿度数据范围对应的滤波器系数，确定为所述目标滤波器系数。
可选地，所述装置还包括：
第三获取模块，用于获取当前的车辆状态信息；
执行模块，用于若所述车辆状态信息满足降噪触发条件，执行获取相对位置信息及汽车内的环境信息的步骤；
所述第一处理单元包括：
输入子单元，用于将所述车辆状态信息输入主动降噪算法；
处理子单元，用于基于所述主动降噪算法、所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
可选地，所述装置还包括：
第四获取模块，用于获取座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
确定模块，用于基于与所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
在本申请的又一实施例中，还提供一种控制器，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现前述任一方法实施例所述的车内主动降噪方法。
本发明实施例提供的电子设备，处理器通过执行存储器上所存放的程序了通过获取次级通道的距离及车内的环境信息，基于次级通道的距离及环境信息可以生成扬声器激励信号，并输出，实现基于车内实时的次级通道的距离及车内的环境信息生成与当前车内状态适配的扬声器激励信号，以更好的抵消车内噪声，避免由于次级通道的距离变化以及车内温湿度等环境变化导致的降噪效果下降，降噪效果不稳定的情况，提高降噪效果和系统鲁棒性。
上述电子设备提到的通信总线1140可以是外设部件互连标准(PeripheralComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线1140可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口1120用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器1130可以包括随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器1110可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本申请的又一实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车内主动降噪方法的程序，所述车内主动降噪方法的程序被处理器执行时实现前述任一方法实施例所述的车内主动降噪方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种车内主动降噪系统，其特征在于，包括：降噪参考信号采集模块、误差麦克风阵列、距离采集模块、环境采集模块和控制器；
所述降噪参考信号采集模块，用于采集车内噪声激励源的降噪参考信号；
所述误差麦克风阵列，用于采集目标降噪区域的误差麦克风信号；
所述距离采集模块，用于采集相对位置信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
所述环境采集模块，用于采集车内的环境信息；
所述控制器，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
2.根据权利要求1所述的车内主动降噪系统，其特征在于，所述环境采集模块包括：温度传感器和湿度传感器；
所述温度传感器，用于采集车内的温度信息；
所述湿度传感器，用于采集车内的湿度信息。
3.根据权利要求1所述的车内主动降噪系统，其特征在于，
所述距离采集模块，还用于采集座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
所述控制器，还用于基于所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
4.根据权利要求1所述的车内主动降噪系统，其特征在于，所述控制器，还用于从CAN总线上获取当前的车辆状态信息。
5.一种车内主动降噪方法，其特征在于，包括：
获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
6.根据权利要求5所述的车内主动降噪方法，其特征在于，基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，包括：
基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数；
基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，并输出。
7.根据权利要求6所述的车内主动降噪方法，其特征在于，基于所述距离信息及所述环境信息确定目标滤波器系数，包括：
基于所述环境信息确定温度信息及湿度信息；
基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数。
8.根据权利要求7所述的车内主动降噪方法，其特征在于，基于所述距离信息、所述温度信息及所述湿度信息确定目标滤波器系数，包括：
确定所述距离信息所对应的预设距离数据范围；
确定所述温度信息所对应的预设温度数据范围；
确定所述湿度信息所对应的预设湿度数据范围；
将与所述预设距离数据范围、所述预设温度数据范围及所述预设湿度数据范围对应的滤波器系数，确定为所述目标滤波器系数。
9.根据权利要求6所述的车内主动降噪方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取当前的车辆状态信息；
若所述车辆状态信息满足降噪触发条件，执行获取相对位置信息及汽车内的环境信息的步骤；
基于所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号，包括：
将所述车辆状态信息输入主动降噪算法；
基于所述主动降噪算法、所述目标滤波器系数对所述降噪参考信号和所述误差麦克风信号进行处理，得到扬声器激励信号。
10.根据权利要求5所述的车内主动降噪方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取座椅向车前方移动距离、向车顶移动距离和座椅靠背角度，以作为所述相对位置信息；
基于与所述座椅向车前方移动距离、所述向车顶移动距离和所述座椅靠背角度确定所述次级通道的距离信息。
11.一种车内主动降噪装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取相对位置信息及汽车内的环境信息，所述相对位置信息用于确定次级通道的距离信息；
第二获取模块，用于获取车内噪声激励源的降噪参考信号及目标降噪区域的误差麦克风信号；
第一生成模块，用于基于所述降噪参考信号、所述误差麦克风信号、所述距离信息和所述环境信息，生成扬声器激励信号，并输出。
12.一种控制器，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求5～10任一所述的车内主动降噪方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有车内主动降噪方法的程序，所述车内主动降噪方法的程序被处理器执行时实现权利要求5-10任一所述的车内主动降噪方法的步骤。
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