KR20170054794A - 자동차용 소음 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

차량용 소음 제어장치는 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 소음 추출부, 소음과 차량 정보를 송신하는 전송부, 소음과 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 수신부, 및 상쇄 음원과 출력 음원을 동시 출력하는 혼합부를 포함한다.

Description

자동차용 소음 제어장치 및 그 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING NOISE IN VEHICLE}
본 발명은 자동차용 소음 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 정보와 위치, 운행 환경에 따라 생성된 노이즈를 상쇄시킬 수 있는 장치와 방법에 관한 것이다.
사람들은 수많은 소음원에 둘러싸여 살아간다. 자동차의 배기소음이나 타이어의 마찰음, 항공기 엔진소음, 공장의 기계소리와 같이 실외에서 발생하는 큰 소음과 실내에서 발생하는 소음들이 그 예가 될 수 있다. 하지만, 소음을 없애기 위해 인간의 편의를 위한 문명의 이기를 포기할 수는 없다. 따라서, 생활 환경에서 발생하는 소음이나마 줄여보려는 여러 노력들이 시도되고 있다.
소음을 줄이기 위해서는 먼저 소음의 원인을 찾고, 실제 소음을 줄이는 방법을 택할 수 있다. 그 중 능동소음제어(Active Noise Cantrol)기술은 가장 대표적이다. 이 능동소음제어기술에서는 소음의 파동과 크기는 같지만 반대위상(-90°)의 음파를 중첩, 서로 상쇄시켜 소리의 음영지역을 만든다. 파동의 물리적 성질인 중첩과 상쇄간섭의 원리를 응용한 것이다. 이 기술의 가장 큰 특징은 특정 주파수의 소음을 골라 제거할 수 있다는데 있다. 하지만 능동소음제어 방식은 여러 한계가 많다. 파동이 복합적인 형태를 띨 경우 반대위상의 음파를 만들기가 쉽지 않기 때문이다. 특히 소음을 탐지해 분석한 뒤 반대음파를 만들기까지 걸리는 시간 지연 문제는 아직까지 해결되지 않고 있다. 결과적으로 완벽하게 소음을 차단하는 데에는 어려움이 있다. 이를 보완하기 위해 연구자들이 개발한 기술이 음성 품질을 개선하는 방법이다. 이 기술은 소음의 음파를 변형해 사람이 듣기에 편한 소리로 바꿔준다. 음의 크기가 아닌 파형을 변형하면 같은 크기라도 다른 소리처럼 들리는 원리를 이용했다.
자동차 실내 소음 차단은 대표적인 예이다. 소음 전체를 없애는 데는 많은 비용이 들지만 인체가 민감하게 반응하는 특정 소음만 줄이거나 없앨 경우 비용을 절약할 수 있기 때문이다. 우리가 일반적으로 알고 있는 차량의 오디오 스피커도 자체 소음과 외부 소리를 효과적으로 차단할 수 있도록 음질개선기술이 적용된 대표적인 경우다. 하지만, 자동차 실내 소음의 원인은 매우 다양하고, 이를 해결하기 위한 시스템은 더욱 복잡해지고 있어 소음 차단의 품질 확보가 용이하지 않다.
KR 10-2015-0050855 A
본 발명은 차량의 운행 중 발생하는 소음의 원인에 따라 분석한 후 소음을 선택적으로 상쇄시킬 수 있는 차량용 소음 제어장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량과 네트워크를 통해 연결되는 외부 서버를 통해 소음의 원인을 분석하고 대응하는 상쇄 음원을 수신할 수 있어, 소음을 보다 정확히 제거할 수 있고, 개별 차량에 탑재되는 구성요소를 최소화할 수 있어 차량의 경제성을 향상시킬 수 있는 차량용 소음 제어 장치, 및 소음 제어 정보를 차량에 제공하기 위한 네트워크 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 차량용 소음 제어장치는 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 소음 추출부; 상기 소음과 차량 정보를 송신하는 전송부; 상기 소음과 상기 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 수신부; 및 상기 상쇄 음원과 상기 출력 음원을 동시 출력하는 혼합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상쇄 음원은 상기 소음의 원인에 대응하여 복수개의 음원을 포함할 수 있다.
또한, 차량용 소음 제어장치는 상기 실내 음원을 취득하기 위한 마이크; 및 상기 출력 음원 및 상기 혼합부의 출력을 전달하는 스피커를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상쇄 음원은 상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1상쇄 음원은 상기 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 상기 제3상쇄 음원은 상기 차량의 속도와 상기 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성될 수 있다.
또한, 차량용 소음 제어장치는 상기 소음을 디지털 형태로 변경하기 위한 제1컨버터; 및 상기 상쇄 음원을 아날로그 형태로 변경하기 위한 제2컨버터를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 상기 전송부를 통해 상기 소음은 연속적으로 전달될 수 있으며, 상기 수신부를 통해 전달되는 상기 상쇄 음원도 연속적으로 전달될 수 있다.
다른 실시예에 따른 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치는 소음 및 차량 정보에 대응하는 복수의 상쇄 음원을 저장하는 저장부; 네트워크로 연결된 차량으로부터, 상기 소음 및 상기 차량 정보를 전달받는 수신부; 상기 복수의 상쇄 음원 중 상기 소음 및 상기 차량 정보에 대응하는 정보를 찾는 데이터 처리부; 및 상기 데이터 처리부의 결과물을 전달하는 송신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 상쇄 음원은 상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1상쇄 음원은 상기 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성될 수 있고, 상기 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성될 수 있으며, 상기 제3상쇄 음원은 상기 차량의 속도와 상기 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성될 수 있다.
소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치는 상기 데이터 처리부의 결과물을 사용하여 상기 소음이 상쇄되는지 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부는 상기 차량 정보에 대응하는 저장된 시간 도메인 상의 소음 정보를 찾아 시간 도메인 상의 상기 소음과 비교할 수 있다.
다른 실시예에 따른 차량용 소음 제어방법은 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 단계; 상기 소음과 차량 정보를 송신하는 단계; 상기 소음과 상기 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 단계; 및 상기 상쇄 음원과 상기 출력 음원을 동시 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상쇄 음원은 상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 상기 소음과 상기 상쇄 음원은 연속적으로 송수신될 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 대용량의 환경 정보와 그에 따른 소음 정보를 저장하는 외부 서버로부터 차량 운행 시 소음 감소를 위해 필요한 정보를 수신할 수 있어, 차량 내 탑재된 장치가 제공할 수 있는 제한적인 정보의 한계를 넘어 소음 감소의 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 내 탑재된 장치의 성능, 저장용량 등의 제한을 극복할 수 있어, 차량 운행 시 발생하는 소음에 대한 다양한 원인에 맞추어 소음을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 차량용 능동소음제어(Active Noise Cantrol) 기술을 설명한다.
도 2는 필터를 사용한 차량용 소음제어 기술을 설명한다.
도 3은 차량용 소음제어 시스템을 설명한다.
도 4는 차량용 소음제어 장치를 위한 소음 분석을 설명한다.
도 5는 차량용 소음제어 장치를 설명한다.
도 6은 차량용 소음제어 방법을 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 차량용 능동소음제어(Active Noise Cantrol) 기술을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 능동소음제어 기술은 제거하고 싶은 소음(12)에 소음의 파동과 크기는 같지만 반대위상(-90°)의 상쇄 음원(14)을 동시 출력하여 믹싱(mixing, 16)되도록 하는 것이다. 소음(12)과 상쇄 음원(14)이 동시 출력되어 차량 내부에서 믹싱되면, 소음에 대한 부분이 상쇄되어 파형이 줄어들고, 소음이 제거된 소리(18)를 사용자(운전자)가 듣게 된다. 이러한, 차량용 능동소음제어 기술을 사용하기 위해서는, 소음의 음원을 분석할 수 있어야 하고, 상쇄하고 싶은 소음과 반대위상을 가지는 상쇄 음원을 생성할 수 있어야 한다.
도 2는 필터를 사용한 차량용 소음제어 기술을 설명한다.
도시된 바와 같이, 필터를 사용한 차량용 소음제거 기술은 소음/잡음이 섞여있는 소리(22)를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다(푸리에 변환, Fourier transform). 소음/잡음이 섞여있는 소리(22)를 주파수 도메인으로 변환하면, 비소음 음원(24)과 소음 음원(26)으로 구분이 가능하다. 이후, 일정 주파수의 영역의 소리를 제거할 수 있는 주파수 필터(28)를 사용하면, 해당 주파수 영역의 소음 음원(26)을 제거할 수 있다.
하지만, 필터를 사용한 차량용 소음제거 기술은 주파수 필터(28)를 사용하여 제거할 주파수 영역에 비소음 음원(24)의 일부가 포함되어 있는 경우, 비소음 음원(24)의 일부도 소음 음원(26)과 함께 제거되는 문제를 야기할 수 있다. 예를 들면, 필터를 사용한 차량용 소음제거 기술은 비소음 음원인 대화소리, 배기음, 경고음 등의 왜곡을 야기할 수 있다.
도 3은차량용 소음제어 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 소음제어 시스템은 차량용 제어 장치(40)와 차량용 제어 장치(40)와 유무선 네트워크를 통해 연결될 수 있는 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 서버(50)를 포함할 수 있다.
차량용 제어 장치(40)는 차량의 실내에 있는 마이크(32) 및 스피커(34)와 연결되어 있다. 구체적으로 차량용 제어 장치(40)는 스피커(34)와 연결된 오디오 장치(46), 마이크(32)와 연결된 소음 제어 장치(42), 소음 제어 장치(42)와 연결된 통신 장치(44)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 마이크(32) 및 스피커(34)는 차량 내 오디오, 네비게이션, 핸즈 프리 등의 기능을 구현하는 모든 장치들과 연결될 수 있다.
예를 들면, 소음 제어 장치(42)는 마이크(32)를 통해 제1음원을 취득할 수 있다. 이후, 소음 제어 장치(42)는 오디오 장치(46)로부터 스피커(34)를 통해 출력되는 소음이 아닌 제2음원에 대한 정보를 받는다. 소음 제어 장치(42)는 마이크(32)를 통해 취득된 제1음원에서 오디오 장치(46)로부터 전달된 제2음원을 제외하면, 소음에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 소음은 통신 장치(44)를 통해 네트워크 서버(50)로 전송될 수 있다.
차량용 제어 장치(40)에서 네트워크 서버(50)로 전달되는 정보는 소음뿐만 아니라 차량 정보가 포함될 수 있다. 여기서, 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
네트워크 서버(50)는 소음 및 차량 정보에 대응하는 복수의 상쇄 음원을 저장하는 저장부(54), 복수의 상쇄 음원 중 소음 및 차량 정보에 대응하는 정보를 찾는 데이터 처리부(56), 및 네트워크로 연결된 차량으로부터, 소음 및 상기 차량 정보를 전달받거나 데이터 처리부의 결과물을 전달하는 송수신부(52)를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크 서버(50)는 데이터 처리부(56)의 결과물을 사용하여 소음이 상쇄되는지 시뮬레이션하는 시뮬레이션부(58)를 더 포함할 수 있다.
데이터 처리부(56)는 저장부(54)에서 차량 정보에 대응하는 저장된 시간 도메인 상의 소음 정보를 찾아 시간 도메인 상의 소음과 비교할 수 있다. 예를 들면, 비교를 위해 데이터 처리부(56)는 소음 및 저장부에 저장된 복수의 상쇄 음원을 주파수 도메인으로 변경할 필요가 없다.
여기서, 복수의 상쇄 음원은 차량의 위치, 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 차량의 속도 및 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1상쇄 음원은 상기 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성될 수 있다. 또한, 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성될 수 있다. 또한, 제3상쇄 음원은 차량의 속도와 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성될 수 있다.
도3을 참조하면, 차량용 소음제어 시스템은 능동소음제어(Active Noise Cantrol, ANC) 기능을 차량에 탑재된 임베디드(embedded) 시스템이 아닌, 네트워크로 연결된 대용량의 서버 장치를 이용한 것이다. 차량용 소음제어 시스템이 임베디드 시스템이 아닌 네트워크로 연결된 서버 장치를 사용할 수 있게 되면서, 임베디드 시스템이 가질 수 있는 한계를 극복할 수 있다.
임베디드 시스템의 경우, 제한된 차량의 공간에 능동소음제어(ANC)을 위한 장치를 탑재하기 때문에, 공간의 제약으로 인해 시스템의 성능에 제한이 있다. 또한, 개별 차량에 능동소음제어(ANC)을 위한 모든 장치를 포함시킬 경우, 차량의 가격 상승을 가져올 수 있고, 차량의 크기와 중량에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 차량이 운행 중에 발생할 수 있는 소음의 종류와 그 원인은 다양하고, 이를 분석하기 위한 알고리즘 역시 복잡하다. 따라서, 다양한 소음의 종류와 원인에 대응하여 소음을 제어하기 위한 상쇄 음원을 만들어 내는 것은, 제한된 성능을 가질 수 밖에 없는 임베디드 시스템에서 구현하기 어려울 수 있다.
만약 다양한 소음의 종류와 원인에 대한 분석 없이, 고려할 환경적 요소를 줄일 경우, 소음과 비소음(대화 목소리, 경고음, 가속 튜닝음 등)을 구별하는 것은 더욱 어려워 진다.
하지만, 네트워크로 연결된 서버 장치를 사용할 수 있는 차량용 소음제어 시스템은 임베디드 시스템의 한계를 극복할 수 있다.
예를 들면, 차량용 소음제어 시스템의 동작은 다음과 같이 진행될 수 있다.
먼저, 마이크(32)를 통해, 차량 내 실내 음원을 취득한다.
이후, 소음 제어 장치(42) 마이크 입력 음원에서 현재 출력되고 있는 음원 정보를 제거 후 실내 차량 소음에 대한 음원을 추출할 수 있다.
소음에 대한 음원 및 차량 정보를 통신 장치(44)를 통해 네트워크 서버(50)로 전송한다.
네트워크 서버(50)는 소음에 대한 음원과 차량 정보를 분석하여, 소음의 원인에 대응하는 상쇄 음원을 생성할 수 있다. 이후, 네트워크 서버(50)는 상쇄 음원을 차량으로 전송한다.
통신 장치(44)를 통해 전달된 상쇄 음원을 스피커(34)를 통해 전달하여, 차량의 내부의 소음을 상쇄시킨다. 오디오 장치(46)가 스피커(34)를 통해 운전자 혹은 탑승자가 요청한 음원을 출력하고 있는 경우, 상쇄 음원을 오디오 장치(46)의 출력과 동시에 출력하여 스피커(34)를 통해 전달한다.
전술한 방법을 이용하면, 차량 내부에 발생한 소음을 상쇄시키기 위해 운전자 혹은 탑승자의 오디오, 네비게이션, 핸즈프리 등의 차량 내 다른 장치들의 사용을 제한할 필요가 없다. 즉, 운전자 혹은 탑승자가 차량 내 다른 장치들의 사용 중에 소음을 상쇄시킬 수 있다.
도 4는차량용 소음제어 장치를 위한 소음 분석을 설명한다.
도시된 바와 같이, 소음을 포함하고 있는 소리(70)는 도로 특성 소음(72), 날씨 특성 소음(74), 비소음(76) 등을 포함할 수 있다. 차량용 소음제어 시스템은 소음을 주파수 도메인으로 변환하여 삭제하는 것이 아니라 시간 도메인에서 차량 상태에 대응하는 데이터베이스에 저장된 정보를 활용하여 선별적으로 소음을 제거하는 방법을 사용한다.
차량의 운행 중에 발생하는 소음의 원인은 매우 다양하다. 임베디드 시스템과 달리 네트워크 서버(50, 도 3참조)는 소음에 대한 상세한 데이터베이스를 포함할 수 있다.
예를 들면, 운행 중인 차량에서 발생하는 대표적은 소음의 원인은 도로(道路)의 상태이다. 차량이 비포장 도로 상에서 움직이는 경우, 아스팔트 포장의 도로 상에서 운행하는 경우, 콘크리트 포장의 도로 상에서 운행하는 경우, 발생하는 소음은 전부 다르다. 따라서, 이러한 소음을 구분할 수 있어야 한다. 차량용 제어 장치(40)는 네트워크 서버(50)로 현재 차량의 위치(GPS 정보)를 전달한다. 네트워크 서버(50)는 기 설정된 지역의 도로 정보를 가지고 있기 때문에, 차량용 제어 장치(40)가 보내온 현재 차량의 위치를 기준으로 차량이 어떠한 도로 상태 상에서 운행하는지를 파악할 수 있다. 네트워크 서버(50)는 차량이 어떠한 도로 상에 있는지를 파악하면, 차량용 제어 장치(40)가 보내온 소음에 도로 상태에 따라 발생하는 소음이 포함되어 있는지를 분석할 수 있다.
또한, 네트워크 서버(50)는 현재 차량의 위치를 기준으로 날씨 정보(강수 여부, 강수량, 강풍, 태풍 등)를 습득할 수 있다. 이를 통해, 차량용 제어 장치(40)가 보내온 소음에 날씨에 따라 발생할 수 있는 소음이 포함될 수 있는지를 분석할 수 있다.
또한, 네트워크 서버(50)는 차량용 제어 장치(40)가 보내온 차량 정보에는 도로 와 날씨 등 차량 외부 환경에 의해 발생하는 소음 외에 차량 자체에서 발생하는 소음에 대한 정보도 포함되어 있다. 예를 들면, 네트워크 서버(50)는 차량의 모델명 및 차량의 속도를 통해, 특정 차량이 특정 속도로 주행할 때 발생하는 바람소리 등의 소음이 차량용 제어 장치(40)가 보내온 소음에 포함되어 있는지를 분석할 수 있다.
도시되지 않았지만, 네트워크 서버(50)는 차량용 제어 장치(40)가 보내온 소음에 어떠한 성분들이 포함되어 있는지 분석할 수 있고, 각각의 성분을 상쇄할 수 있는 상쇄 음원을 생성한 후, 상쇄 음원을 통해 차량용 제어 장치(40)가 보내온 소음이 상쇄될 수 있는지 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
전술한 분석과정을 통해, 차량용 소음제어 시스템은 차량 내에서 발생할 수 있는 소음의 원인을 상세화하여 데이터베이스를 구축하고, 차량에서 전달된 소음에 어떠한 성분들이 포함되어 있는지를 분석한 후 선별적으로 소음을 제거할 수 있다. 이를 통해, 비소음에 해당하는 차량 내 대화소리 혹은 경고음뿐만 아니라 최근 차량 가속감 증대를 위해 인위적으로 실내에 투입한 배기음 등을 제거하지 않고, 사용자가 원하지 않는 소음 만을 선택적으로 제거할 수 있다.
도 5는 차량용 소음제어 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 소음 제어장치(80)는 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 소음 추출부(90), 소음과 차량 정보를 송신하는 전송부(94), 소음과 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 수신부(96), 및 상쇄 음원과 출력 음원을 동시에 출력하는 혼합부(100)를 포함할 수 있다. 상쇄 음원과 출력 음원이 동시에 출력되어 차량 내부에서 믹싱되면, 출력 음원 내 소음에 대한 부분이 상쇄되어 파형이 줄어들고, 소음이 제거된 소리를 사용자(운전자)가 들을 수 있다.
차량용 소음 제어장치(80)는 실내 음원을 취득하기 위한 마이크(84), 및 출력 음원 및 혼합부의 출력을 전달하는 스피커(86)를 더 포함하거나 연동할 수 있다.
또한, 차량용 소음 제어장치(80)는 차량용 GPS 안테나(82)를 통해 현재 차량의 위치 정보를 수신하는 위치 수신부(88)를 포함하거나 위치 수신부(88)와 연동할 수 있다.
전송부(94)를 통해 전달되는 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 수신부(96)를 통해 전달된 상쇄 음원은 소음의 원인에 대응하여 복수개의 음원을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상쇄 음원은 차량의 위치, 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 차량의 속도 및 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1상쇄 음원은 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성될 수 있다. 또한, 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성될 수 있다. 또한, 제3상쇄 음원은 차량의 속도와 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성될 수 있다.
차량용 소음 제어장치(80)는 소음을 디지털 형태로 변경하기 위한 제1컨버터(92), 및 상쇄 음원을 아날로그 형태로 변경하기 위한 제2컨버터(98)를 더 포함할 수 있다. 제1컨버터(92)는 소음 추출부(90)에서 추출된 소음을 전송부(94)로 전달하고, 제2컨버터(98)는 수신부(96)를 통해 전달된 상쇄 음원을 혼합부(100)할 수 있다.
사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 즉, 차량용 소음 제어장치(80)가 동작하는 동안 전송부(94)를 통해 차량 내의 소음은 연속적으로 전달(예를 들면, 실시간으로 전달)될 수 있다. 또한, 차량용 소음 제어장치(80) 내 수신부(96)를 통해 전달되는 상쇄 음원도 연속적으로 전달될 수 있다.
한편, 다른 예로, 혼합부(100)가 상쇄 음원과 출력 음원을 믹싱(mixing)한 후, 믹싱된 음원을 출력할 수도 있다.
도 6은 차량용 소음제어 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 소음제어 방법은 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 단계(62), 소음과 차량 정보를 송신하는 단계(64), 소음과 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 단계(66), 및 상쇄 음원과 출력 음원을 동시에 출력하는 단계(68)를 포함할 수 있다. 동시에 출력된 상쇄 음원과 출력 음원은 차량 내부에서 믹싱(mixing)되어 소음에 대한 부분이 상쇄될 수 있다.
여기서, 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상쇄 음원은 차량의 위치, 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원, 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및 차량의 속도 및 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 상기 소음과 상기 상쇄 음원은 연속적으로 송수신될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
40: 차량용 제어 장치 50: 네트워크 서버
32, 84: 마이크 34, 86: 스피커
80: 차량용 소음 제어장치
90: 소음 추출부 94: 전송부
96: 수신부 100: 혼합부

Claims (22)

  1. 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 소음 추출부;
    상기 소음과 차량 정보를 송신하는 전송부;
    상기 소음과 상기 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 수신부; 및
    상기 상쇄 음원과 상기 출력 음원을 동시 출력하는 혼합부
    를 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상쇄 음원은 상기 소음의 원인에 대응하여 복수개의 음원을 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실내 음원을 취득하기 위한 마이크; 및
    상기 출력 음원 및 상기 혼합부의 출력을 전달하는 스피커
    를 더 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상쇄 음원은
    상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원,
    상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및
    상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원
    중 적어도 하나를 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1상쇄 음원은 상기 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성되는, 차량용 소음 제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성되는, 차량용 소음 제어장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3상쇄 음원은 상기 차량의 속도와 상기 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성되는, 차량용 소음 제어장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소음을 디지털 형태로 변경하기 위한 제1컨버터; 및
    상기 상쇄 음원을 아날로그 형태로 변경하기 위한 제2컨버터
    를 더 포함하는, 차량용 소음 제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 상기 전송부를 통해 상기 소음은 연속적으로 전달되며, 상기 수신부를 통해 전달되는 상기 상쇄 음원도 연속적으로 전달되는, 차량용 소음 제어장치.
  11. 소음 및 차량 정보에 대응하는 복수의 상쇄 음원을 저장하는 저장부;
    네트워크로 연결된 차량으로부터, 상기 소음 및 상기 차량 정보를 전달받는 수신부;
    상기 복수의 상쇄 음원 중 상기 소음 및 상기 차량 정보에 대응하는 정보를 찾는 데이터 처리부; 및
    상기 데이터 처리부의 결과물을 전달하는 송신부
    를 포함하는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 상쇄 음원은
    상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원,
    상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및
    상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원
    중 적어도 하나를 포함하는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1상쇄 음원은 상기 도로가 아스팔트 포장, 콘크리트 포장, 또는 비포장인지를 고려하여 생성되고,
    상기 제2상쇄 음원은 강수량 또는 풍속을 고려하여 생성되며,
    상기 제3상쇄 음원은 상기 차량의 속도와 상기 차량의 재원 정보에 따라 발생하는 차량 자체에서 발생하는 소음 및 차량 외부에서 발생하는 소음을 고려하여 생성되는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 데이터 처리부의 결과물을 사용하여 상기 소음이 상쇄되는지 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 더 포함하는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 데이터 처리부는 상기 차량 정보에 대응하는 저장된 시간 도메인 상의 소음 정보를 찾아 시간 도메인 상의 상기 소음과 비교하는, 소음 제어 정보를 제공하기 위한 네트워크 장치.
  17. 실내 음원에서 출력 음원을 제거하여 소음을 추출하는 단계;
    상기 소음과 차량 정보를 송신하는 단계;
    상기 소음과 상기 차량 정보에 대응하는 상쇄 음원을 수신하는 단계; 및
    상기 상쇄 음원과 상기 출력 음원을 동시에 출력하는 단계
    를 포함하는, 차량용 소음 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 차량 정보는 차량의 위치(GPS정보), 차량의 속도, 차량의 재원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 차량용 소음 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 상쇄 음원은
    상기 차량의 위치, 상기 차량의 속도, 상기 차량의 재원 정보 중 적어도 하나에 대응하여 도로(道路)의 속성에 따른 소음 정보를 반영한 제1상쇄 음원,
    상기 차량의 위치에 대응하여, 현재 날씨에 따른 소음 정보를 반영한 제2상쇄 음원, 및
    상기 차량의 속도 및 상기 차량의 재원 정보에 따른 소음 정보를 반영한 제3상쇄 음원
    중 적어도 하나를 포함하는, 차량용 소음 제어방법.
  20. 제17항에 있어서,
    사용자에 의해 소음 제어 동작이 활성화되는 동안, 상기 소음과 상기 상쇄 음원은 연속적으로 송수신되는, 차량용 소음 제어방법.
  21. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 청구항 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 차량용 소음 제어방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램.
  22. 청구항 제21항에 기재된 차량용 소음 제어방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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