DE69628061T2

DE69628061T2 - Mehrkanalübertragungsanordnung

Info

Publication number: DE69628061T2
Application number: DE69628061T
Authority: DE
Inventors: Larry J. Madison Eriksson; Cary D. Madison Bremigan
Original assignee: Digisonix Inc
Current assignee: Digisonix Inc
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2016-01-05
Also published as: CA2166572A1; EP0721178B1; EP0721178A2; US5602928A; EP0721178A3; DE69628061D1

Description

Die Erfindung betrifft Mehrkanal-Kommunikationssysteme, einschließlich aktiver Schalldämpfungssysteme, sowie Fahrzeuganwendungen.
Die Erfindung wurde während der Fortsetzung von Entwicklungsanstrengungen in Zusammenhang mit dem Gegenstand der US-Patente 4,677,676, 5,033,082, 5,216,721 und 5,216,722 geschaffen. Die Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Zu einer Ausführungsform der Erfindung gehört ein Kommunikationssystem für wechselseitige Kommunikation bei einer Mehrkanalanwendung mit einer oder mehreren Zonen, die Störungen oder Geräuschen von einer oder mehreren Stör- oder Geräuschquellen unterliegen, und mit einem oder mehreren Sprechorten in jeder Zone.
Eine beispielhafte Anwendung der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, bei dem der Vordersitz eine erste Zone bildet und der Rücksitz eine zweite Zone bildet, wobei sich der linke Frontinsasse an einem ersten Sprechort befindet, sich der rechte Frontinsasse an einem zweiten Sprechort befindet, sich der linke Rückinsasse an einem dritten Sprechort befindet und sich der rechte Rückinsasse an einem vierten Sprechort befindet. An jedem Ort werden Motorgeräusche, Straßengeräusche usw., einschließlich quergekoppelter Störungen zwischen Kanälen, aufgehoben, jedoch nicht Sprache von einem anderen Ort.
Die Erfindung zeigt zahlreiche andere Anwendungen, bei denen Kommunikation in lauten Mehrkanalumgebungen gewünscht ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein aktives Schalldämpfungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 veranschaulicht ferner einen Teil des Systems der 1.
3 zeigt ein weiteres aktives Schalldämpfungssystem.
4 ist eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht zum Veranschaulichen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie 5-5 in der 4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die 1 zeigt ein aktives Schalldämpfungssystem 10 mit mehreren Zonen, wie 12 und 14, die Geräuschen oder Störungen von einer oder mehreren Geräusch- oder Störquellen unterliegen. Es kann eine einzelne Geräuschquelle vorliegen, wie bei 16 dargestellt, oder mehrere Geräuschquellen, wie im US-Patent 5,033,082 bei 14 und 18 dargestellt. Jede Zone beinhaltet einen oder mehrere Sprechorte, z. B. 18 und 20 in der Zone 12 sowie 22 und 24 in der Zone 14, so dass ein Person an einem Sprechort Geräuschen von einer oder mehreren Geräuschquellen unterliegt. Lautsprecher 26 und 28 strahlen an den jeweiligen Sprechorten 18 und 20 Schall in die Zone 20. Lautsprecher 30 und 32 strahlen Schall an jeweiligen Sprechorten 22 und 24 in die Zone 14. Fehlermikrophone 34 und 36 erfassen Geräusche und Sprache an den Sprechorten 18 bzw. 20. Fehlermikrophone erfassen Geräusche und Sprache an den Sprechorten 22 bzw. 24.
Mehrere aktive Filtermodelle M1, M2, M3, M4 löschen jeweils Geräusche von einer jeweiligen Geräuschquelle an einem jeweiligen Sprechort, wie durch ein jeweiliges Fehlermikrophon erfasst, aus. Das Modell 1 erhält ein Modelleingangssignal 42 in Form eines Referenzsignals, das mit dem Geräusch von der jeweiligen Geräuschquelle korreliert. Das Modell M1 erhält mehrere Fehlereingangssignale 44, 46, 48, 50 von den jeweiligen Fehlermikrophon 34, 36, 38, 40. Das Modell M1 verfügt über einen Ausgang 52 zum Ausgeben eines Korrektursignals zum Einleiten von Löschschall an einem jeweiligen Sprechort 18 zum Auslöschen des Geräuschs von der jeweiligen Geräuschquelle 16, so dass das Ausgangssignal des Fehlermikrophons 34 das Sprechsignal von einer Person am Sprechort 18 jedoch kein Geräuschsignal von der Geräuschquelle 16 führt. Das Geräusch von der Quelle 16 wird von einem durch ein Eingangsmikrophon bereitgestellten Eingangswandler 54 erfasst, der ein mit dem Geräusch korreliertes Geräuschsignal ausgibt. Im Fall einer periodischen Geräuschquelle kann der Eingangswandler durch einen Tachometer oder dergleichen gebildet sein, oder er kann weggelassen sein, wie z. B. im US-Patent 5,216,722. Bei der dargestellten Ausführungsform ist es hinsichtlich des Wandlers 54 bevorzugt, dass ein Eingangsmikrophon das Motogeräusch erfasst, das periodisch ist, dessen Periode sich jedoch bei sich ändernden Motordrehzahlen ändern kann, und um auch zufällig auftretende Geräusche, wie Straßengeräusche usw. zu erfassen. Das Modell M2 verfügt über einen Modelleingang 56, Fehlereingänge 58, 60, 62, 64 sowie einen Modellausgang 66. Das Modell M3 verfügt über einen Modelleingang 68, Fehlereingänge 70, 72, 74, 76 und einen Modellausgang 78. Das Modell M4 verfügt über einen Modelleingang 80, Fehlereingänge 82, 84, 86, 88 und einen Modellausgang 90. Die Modelle M2, M3 und M4 können ihre Modelleingangssignale vom selben Wandler 54 wie das Modell M1 oder von anderen Wandlern empfangen, oder sie können Geräusche von anderen Geräuschquellen erfassen, z. B. wie gemäß dem US-Patent 5,033,082. Bei der offenbarten Ausführungsform empfängt jedes der Modelle sein Modelleingangssignal vom selben Referenzsignal, das mit dem Motor- und Straßengeräusch korreliert ist, und es verfügt über Modellausgangssignale 52, 66, 78, 90 für den rechten vorderen Lautsprecher 26, den linken vorderen Lautsprecher 28, den rechten hinteren Lautsprecher 30 bzw. den linken hinteren Lautsprecher 32 eines Kraftfahrzeugs.
Das Ausgangssignal des Fehlermikrophons 34, das die Sprache einer Person am Sprechort 18 führt, wird an die Lautsprecher 30 und 32 an den Sprechorten 22 und 24 geliefert, so dass eine Person am Ort 22 die Sprache der Person am Ort 18 hören kann und eine Person am Ort 24 die Sprache der Person am Ort 18 hören kann. Das Ausgangssignal des Fehlermikrophons 36, das die Sprache einer Person am Ort 20 führt, wird an die Lautsprecher 30 und 32 an den Orten 22 und 24 geliefert, so dass eine Person am Ort 22 die Sprache einer Person am Ort 20 hören kann und eine Person am Ort 24 die Sprache einer Person am Ort 20 hören kann. Das Ausgangssignal des Fehlermikrophons 38, das die Sprache einer Person am Ort 22 führt, wird an den Lautsprecher 28 am Ort 28 und den Lautsprecher 28 am Ort 20 geliefert, so dass eine Person am Ort 18 die Sprache einer Person am Ort 22 hören kann und eine Person am Ort 20 die Sprache einer Person am Ort 22 hören kann. Das Ausgangssignal des Fehlermikrophons 40, das die Sprache einer Person am Ort 24 führt, wird an den Lautsprecher 26 am Ort 18 und den Lautsprecher 28 am Ort 20 geliefert, so dass eine Person am Ort 18 die Sprache einer Person am Ort 24 hören kann und eine Person am Ort 20 die Sprache einer Person am Ort 24 hören kann.
Jedes der Modelle M1, M2, M3, M4 erhält ein Fehlereingangssignal von jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40. Das Modell M1 erhält Fehlereingangssignale 44, 46, 48, 50 von den Fehlermikrophonen 34, 36, 38 bzw. 40. Das Modell M1 verfügt über ein Modellausgangssignal 52, das an den Lautsprecher 26 geliefert wird. Das Modell M2 erhält Fehlereingangssignale 58, 60, 62, 64 von den Fehlermikrophonen 34, 36, 38 bzw. 40. Das Modell M2 verfügt über ein Modellausgangssignal 66, das an den Lautsprecher 28 geliefert wird. Das Modell M3 erhält Fehlereingangssignale 70, 72, 74, 76 von den Fehlermikrophonen 34, 36, 38 bzw. 40. Das Modell M3 verfügt über ein Modellausgangssignal 78, das an den Lautsprecher 30 geliefert wird. Das Modell M4 erhält Fehlereingangssignale 82, 84, 86, 88 von den Fehlermikrophonen 34, 36, 38 bzw. 40. Das Modell M4 verfügt über ein Modellausgangssignal 90, das an den Lautsprecher 32 geliefert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform unterliegen die Zonen 12 und 14 Geräuschen von einer gemeinsamen Geräuschquelle 16, und die Modelle M1, M2, M3, M4 verfügen über Modelleingänge 42, 56, 68 bzw. 80, die vom Eingangsmikrophon 54 ein gemeinsames Referenzsignal empfangen, das mit Geräuschen von der gemeinsamen Geräuschquelle 16 korreliert ist. Jedes der Modelle M1, M2, M3, M4 ist vorzugsweise ein IIR(infinite impulse response)-Filter, wie es z. B. im US-Patent 4,677,676 offenbart ist, oder alternativ ein FIR(finite impulse response)-Filter, wobei jedoch andere Typen adaptiver Filtermodelle verwendet werden können.
Das adaptive Filtermodell M5 verfügt über einen Modelleingang 92, der über einen Summierer 94 ein Geräuschsignal vom Eingangsmikrophon 54 empfängt, das mit dem Geräusch von der Geräuschquelle 16 korreliert ist. Das Modell 5 verfügt über ein Modellausgangssignal 96, das in einem Summierer 98 zum Ausgangssignal eines Summierers 100 addiert wird, der die Ausgangssignale der Fehlermikrophone 34 und 36 addiert. Das Modell M5 erhält ein Fehlereingangssignal 102 vom Ausgangssignal des Summierers 98. Die Modelle M1 und M2 löschen Geräusche in den jeweiligen Ausgangssignalen der Fehlermikrophone 34 und 36 akustisch aus, und das Modell M5 löscht auf elektrische Weise die Geräusche oder Störungen in den Ausgangssignalen der Fehlermikrophone 34 und 36. Der Summierer 94 erhält auch ein Eingangssignal von einer Audioquelle 104,
die z. B. das Audiosystem oder dergleichen des Kraftfahrzeugs sein kann, um so eine derartige Audiosignalkomponente im Signal zu löschen, das vom Summierer 98 an die Lautsprecher 30 und 32 geliefert wird, so dass eine Person an diesen Orten nur Sprache von den Orten 18 und 20 und keine Straßengeräusche oder Geräusche vom Autoradio oder einem Audiosystem hört. Das Modell M6 erhält ein Modelleingangssignal 106 vom Summierer 94. Das Modell M6 verfügt über ein Modellausgangssignal 108, das in einem Summierer 110 zum Ausgangssignal eines Summierers 111 addiert wird, der die Ausgangssignale der Fehlermikrophone 38 und 40 addiert. Das Modell M6 erhält ein Fehlereingangssignal 112 vom Ausgang des Summierers 110. Das Modell M6 löscht auf elektrische Weise die Geräusche oder Störungen von der Geräuschquelle 16 sowie die Audiogeräusche oder den Schall von der Quelle 104 im an die Lautsprecher 26 und 28 übertragenen Signal.
Das Modell M7 erhält von den Fehlermikrophonen 38 und 40 ein Modelleingangssignal 114, es verfügt über ein Modellausgangssignal 116, das in einem Summierer 118 zum Ausgangssignal des Summierers 98 addiert wird, und es erhält ein Fehlereingangssignal 120 vom Ausgang des Summierers 118. Das Modell M7 löscht die Sprache einer Person an den Orten 22 oder 24 im an die Lautsprecher 30 und 32 an diesen Orten 22 und 24 gelieferten Signal, um so ein Echo zu beseitigen. Das Modell M8 erhält ein Modelleingangssignal 122 entsprechend dem Signal von den Fehlermikrophonen 34 und 36, es verfügt über ein an einen Summierer 126 geliefertes Modellausgangssignal 124, und es erhält vom Ausgang dieses Summierers 126 ein Fehlereingangssignal 128. Das Modell M8 löscht die Sprache von Personen an den Orten 18 und 20 aus dem Signal aus, das an die Lautsprecher 26 und 28 an diesen Orten 18 und 20 geliefert wird, um ein Echo zu beseitigen. Jedes der Modelle M5, M6, M7, M8 ist vorzugsweise ein FIR-Filter, wobei jedoch andere Typen adaptiver Filter verwendet werden können.
Ein Summierer 130 erhält ein Eingangssignal vom Modell M1 sowie ein Eingangssignal vom Summierer 126, und sein Ausgangssignal wird an den Lautsprecher 26 geliefert. Ein Summierer 132 erhält ein Eingangssignal vom Modell M2 sowie ein Eingangssignal vom Summierer 126, und sein Ausgangssignal wird an den Lautsprecher 28 geliefert. Ein Summierer 134 erhält ein Eingangssignal vom Modell M3 sowie ein Eingangssignal vom Summierer 118, und sein Ausgangssignal wird an den Lautsprecher 30 geliefert. Ein Summierer 136 erhält ein Eingangssignal vom Modell M4 sowie ein Eingangssignal vom Summierer 118, und sein Ausgangssignal wird an den Lautsprecher 32 geliefert.
Wie oben angegeben, erhält jedes Kanalmodell M1, M2, M3, M4 ein Fehlereingangssignal von jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40. Das System verfügt über mehrere Fehlerpfade, einschließlich einer ersten Gruppe von Fehlerpfaden mit einem Fehlerpfad SE₁₁ zum ersten Fehlermikrophon 34 vom ersten Lautsprecher 26, einem Fehlerpfad SE₂₁ zum zweiten Fehlermikrophon 36 vom ersten Lautsprecher 26, einem Fehlerpfad SE₃₁ zum dritten Fehlermikrophon 38 vom ersten Lautsprecher 26 sowie einem Fehlerpfad SE₄₁ zum vierten Fehlermikrophon 40 vom ersten Lautsprecher 26, d.h. zwischen dem Lautsprecher 26 und jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40. In ähnlicher Weise existieren Fehlerpfade vom Lautsprecher 28 zu jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40 sowie vom Lautsprecher 30 zu jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40 und vom Lautsprecher 32 zu jedem der Fehlermikrophone 34, 36, 38, 40. Wie gemäß dem US-Patent 5,216,721 werden diese Fehlerpfade moduliert, und die zugehörigen Übertragungsfunktionen werden in den Kanalmodellen bereitgestellt. Zum Beispiel wird das M1-Modelleingangssignal 42 über das Fehlerpfad-Übertragungsfunktionsmodell SE₁₁ bei 138, 2, geliefert, und es wird in einem Multiplizierer 140 mit dem Fehlersignal e₁ vom Fehlermikrophon 34 multipliziert, um an den Summierer 142 ein gewichtetes, aktualisiertes Signal zu liefern. Das Modelleingangssignal 42 wird über das Fehlerpfad-Übertragungsfunktionsmodell SE₂₁ bei 144 geliefert und in einem Multiplizierer 146 mit dem Fehlersignal e₂ vom Fehlermikrophon 36 multipliziert, um für den Summierer 142 ein gewichtetes, aktualisiertes Signal zu liefern. Das Modelleingangssignal 42 wird über das Fehlerpfad-Übertragungsfunktionsmodell SE₃₁ bei 148 geliefert, und es wird in einem Multiplizierer 150 mit dem Fehlersignal e₃ vom Fehlermikrophon 38 multipliziert, um an den Summierer 142 ein gewichtetes, aktualisiertes Signal zu liefern. Das Modelleingangssignal 42 wird über das Fehlerpfad-Übertragungsfunktionsmodell SE₄₁ bei 152 geliefert, und es wird in einem Multiplizierer 154 mit dem Fehlersignal e₄ vom Fehlermikrophon 40 multipliziert, um an den Summierer 142 ein gewichtetes, aktualisiertes Signal zu liefern. Das Ausgangssignal des Summierers 142 bildet das gewichtete, aktualisierte Signal für das Modell M1. Die mehrfache Fehlersignalverarbeitung hinsichtlich der Modelle M2, M?, M4 ist vergleichbar, und dazu kann weiter auf die US-Patente 5,216,721 und 5,216,722 Bezug genommen werden.
Wie oben angegeben, führen die Modelle M1, M2, M3, M4 eine akustische Auslöschung von Geräuschen oder eine Geräuschsteuerung aus, und die Modelle M5, M6, M7, M8 führen eine elektrische Auslöschung oder Steuerung von Geräuschen aus. Die Modelle M1, M2, M3, M4 beinhalten vorzugsweise eine SE-Modellbildung, wie oben und in den US-Patenten 5,216,721 und 5,216,722 angegeben. Die Modelle M5, M6, M7, M8 beinhalten keine SE-Modellbildung. Bei einer besonders effizienten Ausführungsform werden die Modelle M1, M2, M3, M4 durch einen ersten Prozessor gebildet, der mit einer niedrigen Abtastrate von z. B. einem oder zwei kHz arbeitet, und die Modelle M5, M6, M7, M8 werden durch einen zweiten Prozessor gebildet, der mit einer wesentlich höheren Abtastrate von z. B. sieben bis zehn kHz über ein breites Frequenzband arbeitet, da eine elektrische Auslöschung auszuführen ist.
Die Erfindung kann auf jede beliebige Anzahl von Kanälen erweitert werden, und sie kann durch das im US-Patent 5,216,721 angegebene Modell implemen tiert werden. Die hier vorhandene 3 ist der 9 des US-Patents 5,216,721 ähnlich, und sie zeigt das verallgemeinerte System für n Eingangssignale von n Eingangswandlern, n Ausgangssignale an n Ausgangswandler sowie n Fehlersignale von n Fehlerwandlern, wobei das obige System extra poliert ist. Die 3 zeigt das m-te Eingangssignal vom m-ten Eingangswandler, das ein Eingangssignal an ein Algorithmusfilter A_1m über A_km über A_mm über A_nm liefert. Das Algorithmusfilter A_mm wird durch die Gewichtungsaktualisierung aus der Summe der Ausgangssignale der jeweiligen Fehlerpfadsmodelle SE_1m bis SE_nm, multipliziert mit den jeweiligen Fehlersignalen e₁ bis e_n, aktualisiert. Das Algorithmusfilter A_km wird durch die Gewichtungsaktualisierung aus der Summe der Ausgangssignale der jeweiligen Fehlerpfadmodelle SE_1k bis SE_nk, multipliziert mit dem jeweiligen Fehlersignalen e₁ bis e_n, aktualisiert. Das Modellausgangssignal-Korrektursignal an den m-ten Ausgangswandler wird an ein Filtermodell B_1m gegeben, bei dem es sich um die rekursive Übergangsfunktion im ersten Kanalmodell vom m-ten Ausgangswandler usw. handelt, was über B_km über B_mm über B_mm erfolgt. Das Algorithmusfilter B_mm wird durch die Gewichtungsaktualisierung aus der Summe der Ausgangssignale der jeweiligen SE-Fehlerpfadmodelle SE_1m bis SE_mm, multipliziert mit den jeweiligen Fehlersignalen e₁ bis e_n, aktualisiert. Das Algorithmusfilter B_km wird durch die Gewichtungsaktualisierung aus der Summe der Ausgangssignale der jeweiligen Fehlerpfadmodelle SE_1k bis SE_nk, multipliziert mit den jeweiligen Fehlersignalen e₁ bis e_n, aktualisiert. Das System bildet ein verallgemeinertes, aktives Mehrkanal-Schalldämpfungssystem für komplexe Schallfelder. Jedes der mehreren Kanalmodelle ist mit allen anderen Kanalmodellen verbunden. Die Eingangs- und die Ausgangssignale aller Kanalmodell hängen von den Eingangs- und den Ausgangssignalen aller anderen Kanalmodelle ab. Das Gesamtsignal an die Ausgangswandler wird als Eingangssignal für alle anderen Kanalmodelle verwendet. Alle Fehlersignale, z. B. e₁ ... e_n, werden zum Aktualisieren jedes Kanals verwendet.
Es ist bevorzugt, dass jeder Kanal über seinen eigenen Eingangswandler, Ausgangswandler und Fehlerwandler verfügt, wobei jedoch andere Kombinationen möglich sind. Zum Beispiel kann ein erster Kanal der Pfad von einem ersten Eingangswandler zu einem ersten Ausgangswandler sein, und ein zweiter Kanal kann der Pfad vom ersten Eingangswandler zu einem zweiten Ausgangswandler sein. Jeder Kanal verfügt über ein Kanalmodell, und jedes Kanalmodell ist mit jedem der restlichen Kanalmodelle verbunden, wie oben beschrieben. Das System ist bei einem oder mehreren Eingangswandlern, einem oder mehreren Ausgangswandlern sowie einem oder mehreren Fehlerwandlern anwendbar, und minimal enthält es mindestens zwei Eingangssignale oder mindestens zwei Ausgangswandler. Eines oder mehrere Eingangssignale, die die eingegebene Schallwelle repräsentieren, die für die Eingangsgeräusche sorgt, werden durch jeweilige Eingangswandler an die adaptiven Filtermodelle geliefert. Es muss nur ein einzelnes Eingangssignal geliefert werden, und dieses eine Eingangssignal kann in jedes der aktiven Filtermodelle eingegeben werden. Ein derartiges einzelnes Eingangssignal kann von einem einzelnen Eingangsmikrophon geliefert werden, oder alternativ kann das Eingangssignal durch einen Wandler wie einen Tachometer geliefert werden, der die Frequenz einer periodischen Eingangsschallwelle, wie von einem Motor oder dergleichen, liefert. Ferner kann das Eingangssignal alternativ durch eines oder mehrere Fehlersignale gebildet sein, wie oben angegeben, wenn eine periodische Geräuschquelle vorliegt, siehe "Active Adaptive Sound Control In A Duct: A Computer Simulation", J.C. Burgess, Journal of Acoustic Society of America, 70(3), September 1981, Seiten 715 – 726. Im Fall korreliertet Eingangsschallwellen ist die Erfindung weiter so anwendbar, wie es im US-Patent 5,216,722 angegeben ist.
Die Modelleingangssignale 42, 56, 68, 80 werden vom Eingangsmikrophon 54 geliefert. Bei weiteren Ausführungsformen können verschiedene Kombinationen von Eingangsarrays verwendet werden, einschließlich eines Summenarrays von Eingangssignalen. Die Eingangssignale können von einer Anzahl von Mikrophonen, Beschleunigungsmessern, Wandlersensoren, Kanalsensoren, optischen Sensoren und anderen Wandlertypen geliefert werden. Die Sensor- oder Wandlerausgangssignale können in einem Summenarray oder einem Gewichtungsarray mit adaptiver Filterung addiert werden, und das Eingangssignal zu optimieren. In ähnlicher Weise können die Fehlersignale ein Summen- oder Gewichtungsarray bilden. Die Fehlersignale können von Fehlermikrophonen gewonnen werden, die an einer Insassen-Schulterbewehrung in einem Fahrzeug angebracht sind, was noch beschrieben wird. Die Fehlersumme könnte auch mittels Deckenmikrophonen, Armlehnenmikrophonen usw. oder verschiedenen entsprechenden Kombinationen durch Addition gebildet werden. Die Lösch-Lautsprecher können die Lautsprecher des Fahrzeug-Audiosystems sein. Die genannten Zonen können in Fahrzeugen wie Autos, Lastwagen, Vans, Bussen, Zügen, Schiffen, Flugzeugen usw. vorhanden sein. Die Zonen können sich alle im selben Fahrzeug befinden, oder eine oder mehrere Zonen können in einem Fahrzeug vorliegen, und andere Zonen können entfernt zu diesem vorliegen, einschließlich in anderen Fahrzeugen.
Durch die Erfindung ist ein Kommunikationssystem mit mehreren Zonen ge schaffen, die Störungen von einer oder mehreren Störquellen unterliegen, wobei die Störungen akustisch und/oder elektrisch sind, einem oder mehreren Sprechorten in jeder Zone, so dass eine Person an einem Sprechort Störungen von einer Störquelle unterliegt, mehreren Lautsprechern, von denen jeder Schall in eine jeweilige Zone an einem jeweiligen Sprechort ausgibt, mehreren Mikrophonen, von denen jedes Störungen und Sprache an einem jeweiligen Sprechort erfasst, mehreren adaptiven Filtermodellen, von denen jedes Störungen von einer jeweiligen Störquelle auslöscht, wobei jedes Modell ein Modelleingangssignal in Form eines Referenzsignals erhält, das mit der Störung von der jeweiligen Störquelle korreliert, wobei jedes Modell mehrere Fehlereingangssignale erhält und jedes Modell einen Ausgang aufweist, der ein Korrektursignal ausgibt, um Störungen von der jeweiligen Störquelle auszulöschen, so dass das Ausgangssignal des Mikrophons ein Sprechsignal von einer Person am Sprechort, jedoch kein Störsignal von der Störquelle, führt, wobei das Ausgangssignal mindestens eines Mikrophons die Sprache einer ersten Person an einem Sprechort führt, das an mindestens einen Lautsprecher an einem anderen Sprechort geliefert wird, so dass eine zweite Person am anderen Sprechort die Sprache der ersten Person am ersten Sprechort hören kann.
Die 4 und 5 zeigen eine besonders wünschenswerte Ausführungsform für einfachen Gebrauch in einem Fahrzeug. Mindestens eine der genannten Zonen befindet sich in einem Fahrzeug 202 mit einem Insassenrückhaltesystem 204 mit einer Schulterbewehrung 206. Mindestens ein Fehlermikrophon 208 ist an der Schulterbewehrung angebracht. Die Schulterbewehrung verfügt über einen Maschengurt 210. Das Fehlermikrophon 208 ist in den Maschengurt eingebettet oder durch eine schalldurchlässige Schicht oder ein Bandelement 211 an diesem angebracht, und es verfügt über eine dem Gurt entlang laufende und darin eingewobene Verbindungsleitung 212, so dass das Fehlermikrophon und die Verbindungsleitung Teil des Gurts sind. Das Fehlermikrophon wird beim Herausziehen des Gurts automatisch an einer geeigneten Stelle positioniert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Leitung 212 mit einer Gurtverriegelung 213, wie der Gurtverankerung, verbunden, um für Rückkopplungsinformation zu sorgen, die das Ausziehen des Gurts und das Vorhandensein eines Insassen am entsprechenden Ort bestätigt. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform wird ein drahtloses Mikrophon 208 verwendet.
Es ist zu beachten, dass innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche verschiedene Äquivalente, Alternativen und Modifizierungen möglich sind.

Claims

Mehrkanal-Kommunikationssystem, aufweisend: mehrere Zonen (12, 14), die Störungen von einer oder mehreren Störquellen (16) ausgesetzt sind, ein oder mehrere Sprechorte (18, 20, 22, 24) in jeder Zone (12, 14), so daß eine Person an einem Sprechort einer Störung von einer Störquelle (16) ausgesetzt ist, mehrere Lautsprecher (26, 28, 30, 32), die jeweils Schall an einem entsprechenden Sprechort (18, 20, 22, 24) in eine entsprechende Zone (12, 14) einbringen, mehrere Fehlermikrophone (30, 32, 34, 35) jeweils zur Erfassung einer Störung und von Sprache an einem entsprechenden Sprechort (18, 20, 22, 24), mehrere adaptive Filtermodelle (M1 bis M4) jeweils zum Auslöschen einer Störung von einer entsprechenden Störquelle, wobei die Modelle (M1 bis M4) jeweils einen Modelleingang von einem mit der Störung von der entsprechenden Störquelle korrelierten Referenzsignal, mehrere Fehlereingänge (44, 46, 48, 50) jeweils von einem jeweiligen der Fehlermikrophone (30, 32, 34, 36) und einen Ausgang (52, 66, 78, 90) zur Ausgabe eines Korrektursignals zum Auslöschen einer Störung von der entsprechenden Störquelle, so daß die Ausgabe des Fehlermikrophons (30, 32, 34, 36) ein Sprachsignal von einer Person an dem Sprechort aber nicht ein Störsignal von der Störquelle enthält, aufweisten, wobei die Ausgabe mindestens eines Fehlermikrophons (30, 32, 34, 36), die die Sprache einer ersten Person an einem Sprechort enthält, mindestens einem Lautsprecher (26, 28, 30, 32) an einem anderen Sprechort zugeführt wird, so daß eine zweite Person an dem anderen Sprechort die Sprache der ersten Person an dem einen Sprechort hören kann.
System nach Anspruch 1, das ein aktives akustisches Dämpfungssystem darstellt, wobei die adaptiven Filtermodelle jeweils eine Störung von einer entsprechenden Störquelle an einem entsprechenden Sprechort, wie sie von einem entsprechenden Fehlermikrophon erfaßt wird, auslöschen und jedes Modell einen Ausgang zur Ausgabe eines Korrektursignals aufweist, um an dem entsprechenden Sprechort Auslöschungsschall einzubringen.
System nach Anspruch 1 oder 2 mit einem ersten Satz mehrerer adaptiver Filtermodelle (M1 bis M4), die jeweils eine Störung akustisch auslöschen, und einem zweiten Satz mehrerer adaptiver Filtermodelle (M5 bis M8), die jeweils eine Störung elektrisch auslöschen.
System nach Anspruch 3, wobei der erste Satz an Modellen (M1 bis M4) ein Nachbilden des entsprechenden Lautsprechers und/oder des entsprechenden Wegs zwischen dem Lautsprecher und einem entsprechenden Fehlermikrophon beinhaltet und wobei der zweite Satz an Modellen (M5 bis M8) mit einer wesentlich größeren Abtastrate als der erste Satz an Modellen betrieben wird.
System nach Anspruch 2, wobei mindestens ein Modell aus dem zweiten Satz einen Modelleingang von einem Summierer her zum Summieren der Störung und eines bestimmten Audiosignals aufweist, um an dem entsprechenden Sprechort das bestimmte Audiosignal auszulöschen.
System nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der Modelle (M5, M6) einen Modelleingang von einem Summierer (94) her zum Summieren der Störung (16) und eines bestimmten Audiosignals aufweist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich mindestens eine der Zonen in einem Fahrzeug (202) mit einem Insassenrückhaltesystem (204) mit einer Schulterbewehrung (206) befindet und wobei mindestens eines der Mikrophone (208) an der Schulterbewehrung (206) befestigt ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die genannten Zonen (12, 14) jeweils in einem Fahrzeug (202) befinden.
System nach Anspruch 8, wobei sich alle der genannten Zonen (12, 14) in dem gleichen Fahrzeug (202) befinden.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich mindestens eine der Zonen (12, 14) in einem Fahrzeug (202) und mindestens eine andere der Zonen (12, 14) außerhalb des Fahrzeugs (202) befindet.
System nach Anspruch 2, aufweisend: eine erste der genannten Zonen (12) mit einem ersten und einem zweiten Sprechort (18, 20), eine zweite der genannten Zonen (14) mit einem dritten und einem vierten Sprechort (22, 24), einem ersten der genannten Lautsprecher (26) an dem ersten Sprechort (18), einem zweiten der genannten Lautsprecher (28) an dem zweiten Sprechort (20), einem dritten der genannten Lautsprecher (30) an dem dritten Sprechort (22), einem vierten der genannte Lautsprecher (32) an dem vierten Sprechort (24), ein erstes der genannten Fehlermikrophone (34) an dem ersten Sprechort (18), ein zweites der genannten Fehlermikrophone (36) an dem zweiten Sprechort (20), ein drittes der genannten Fehlermikrophone (38) an dem dritten Sprechort, ein viertes der genannten Fehlermikrophone (40) an dem vierten Sprechort (24), wobei ein erstes der genannten Modelle (M1) einen Modellausgang (52) für den ersten Lautsprecher (26) und einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Feh lereingang (44, 46, 48, 50) entsprechenderweise von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Fehlermikrophon (34, 36, 38, 40) her aufweist, ein zweites der genannten Modelle (M2) einen Modellausgang (66) für den zweiten Lautsprecher (28) und einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Fehlereingang (58, 60, 62, 64) entsprechenderweise von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Fehlermikrophon (34, 36, 38, 40) her aufweist, ein drittes der genannten Modelle (M3) einen Modellausgang (78) für den dritten Lautsprecher (30) und einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Fehlereingang (70, 72, 74, 76) entsprechenderweise von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Fehlermikrophon (34, 36, 38, 40) her aufweist, und ein viertes der genannten Modelle (M4) einen Modellausgang (90) für den vierten Lautsprecher (32) und einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Fehlereingang (82, 84, 86, 88) entsprechenderweise von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Fehlermikrophon (34, 36, 38, 40) her aufweist.
System nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite Zone (12, 14) einer Störung von einer gemeinsamen Störquelle (16) ausgesetzt sind und das erste, das zweite, das dritte und das vierte Modell (M1 bis M4) jeweils einen Modelleingang zur Entgegennahme eines mit einer Störung von der gemeinsamen Störquelle korrelierten gemeinsamen Referenzsignals aufweisen.
System nach Anspruch 11, aufweisend:, ein fünftes adaptives Filtermodell (M5), ein sechstes adaptives Filtermodell (M6), ein siebtes adaptives Filtermodell (M7), ein achtes adaptives Filtermodell (M8), einen ersten Summierer (130) mit einem Eingang von dem ersten Modell (M1) her und einem dem ersten Lautsprecher (26) zugeführten Ausgang, einen zweiten Summierer (132) mit einem Eingang von dem zweiten Modell (M2) her und einem dem zweiten Lautsprecher (28) zugeführten Ausgang, einen dritten Summierer (134) mit einem Eingang von dem dritten Modell (M3) her und einem dem dritten Lautsprecher (30) zugeführten Ausgang, einen vierten Summierer (136) mit einem Eingang von dem vierten Modell (M4) her und einem dem vierten Lautsprecher (32) zugeführten Ausgang, einen fünften Summierer (98) mit einem Eingang von dem fünften Modell (M5) her, einen sechsten Summierer (110) mit einem Eingang von dem sechsten Modell (M6) her, einen siebten Summierer (118) mit einem Eingang von dem siebten Modell (M7) her, einen achten Summierer (126) mit einem Eingang von dem achten Modell (M8) her, einen neunten Summierer (100) mit einem Eingang von dem ersten Fehlermikrophon (34) her und einem anderen Eingang von dem zweiten Fehlermikrophon (36) her und mit einem dem fünften Summierer (98) zugeführten Ausgang, einen zehnten Summierer (111) mit einem Eingang von dem dritten Fehlermikrophon (38) her und einem anderen Eingang von dem vierten Fehlermikrophon (40) her und mit einem dem sechsten Summierer (110) zugeführten Ausgang, wobei der fünfte Summierer (98) einen dem siebten Summierer (118) und dem Fehlereingang des fünften Modells (M5) zugeführten Ausgang aufweist, wobei der sechste Summierer (110) einen dem achten Summierer (126) und einem Fehlereingang des sechsten Modells (M6) zugeführten Ausgang aufweist, wobei der siebte Summierer (118) einen dem dritten und dem vierten Summierer (134, 136) und einem Modelleingang des achten Modells (M8) und einem Fehlereingang des siebten Modells (M7) zugeführten Ausgang aufweist, und wobei der achte Summierer (126) einen dem ersten und dem zweiten Summierer (130, 132) und einem Modelleingang des siebten Modells (M7) und einem Fehlereingang des achten Modells (M8) zugeführten Ausgang aufweist.
System nach Anspruch 13, wobei die erste und die zweite Zone (12, 14) jeweils einer Störung von einer gemeinsamen Störquelle (16) ausgesetzt sind und das erste, das zweite, das dritte, das vierte, das fünfte und das sechste Modell (M1 bis M6) jeweils einen Modelleingang zur Entgegennahme eines mit einer Störung von der gemeinsamen Störquelle (16) korrelierten gemeinsamen Referenzsignals aufweisen.
System nach Anspruch 14 mit einem elften Summierer (94) mit einem Eingang für das gemeinsame Referenzsignal und einem anderen Eingang für ein bestimmtes Audiosignal (104) sowie mit einem den Modelleingängen des fünften und des sechsten Modells (M5, M6) zugeführten Ausgang.
System nach Anspruch 1 mit mehreren adaptiven Filtermodellen, um jeweils die Sprache einer Person in einer Zone aus dem einem Lautsprecher in der genannten einen Zone von einem Fehlermikrophon in einer anderen Zone her zugesandten Signal auszulöschen.