一种车载主动噪声控制系统及其融合方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车载主动噪声控制系统及其融合方法，系统包括加速度传感器、传声器、扬声器和控制器，加速度传感器、传声器和控制器接入车载的A2B总线，控制器还接入车载的CAN总线，控制器包括发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器，传声器拾取的声音信号作为误差信号分别输出至发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器；路面噪声主动控制器和发动机噪声主动控制器利用信号分别生成第一激励信号和第二激励信号，控制器将两个激励信号融合后输出至相应的扬声器运行。本发明专利技术提供的车载主动噪声控制系统及其融合方法将汽车ENC算法和RNC算法实现融合，降低了算力消耗，并通过共用同一套传声器，减少了车载传声器数量和成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种车载主动噪声控制系统及其融合方法


[0001]本专利技术涉及主动降噪
，特别涉及一种车载主动噪声控制系统及其融合方法。

技术介绍

[0002]针对燃油乘用汽车在行驶过程中发动机产生的噪声，和轮胎受到路面激励产生的噪声，传统的被动降噪方案很难取得明显的降噪效果，且成本较高，一般采用主动噪声控制的方法。发动机噪声主动控制系统(ENC)以读取的车机发动机转速作为算法的参考信号，采用模拟拾音器拾取误差声音信号，大多采用时域算法进行控制。路面噪声主动控制系统(RNC)以车身上布放的加速度传感器采集的振动信号作为算法的参考信号，采用A2B拾音器拾取误差声音信号，加速度传感器和拾音器连接在一条A2B链路上。两套系统都要用到拾音器拾取误差声音信号，用来进行算法的迭代计算，但由于采用的硬件设备和算法逻辑不同，目前两套系统独立工作，使用两个DSP控制器和两套拾音器，增加了控制器和拾音器成本，同时也增加了车内音频线束的复杂性。
[0003]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种车载主动噪声控制系统及其融合方法，所述技术方案如下：
[0005]一方面，本专利技术提供了一种车载主动噪声控制系统，包括加速度传感器、传声器、扬声器和控制器，所述加速度传感器、传声器和控制器接入车载的A2B总线，所述控制器还接入车载的CAN总线，所述控制器包括发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器，所述传声器拾取的声音信号作为误差信号，通过所述A2B总线分别输出至所述发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器；
[0006]所述发动机噪声主动控制器通过CAN总线接入车载的车机系统以获得发动机运行信号，并采用时域逐点滤波算法对所述发动机运行信号与误差信号进行自适应信号处理以得到第一激励信号；
[0007]所述路面噪声主动控制器通过A2B总线获得所述加速度传感器采集的振动信号，并通过自适应滤波器输出第二激励信号，其中，通过对所述振动信号和误差信号进行傅里叶变换以实现在频域中对所述自适应滤波器更新；
[0008]所述控制器将所述第一激励信号和所述第二激励信号融合后输出至相应的扬声器运行。
[0009]进一步地，所述路面噪声主动控制器的信号处理包括以下步骤：
[0010]将振动信号x
l
(n)作为路面噪声主动控制器的参考信号，通过自适应滤波器进行卷积操作处理，以作为次级声源信号输出给扬声器，其中第j个扬声器通道的第一激励信号的计算公式如下：
[0011][0012]其中，w
jl
(n)为时间倒序的自适应滤波器，其阶数为N
c
，l为路面噪声主动控制器的参考信号通道索引值，L为参考信号通道的最大值，j为扬声器位置索引值，n为采样信号的索引值，x
l
(n)为振动信号，由当前采集到的N
c
个信号点构成。
[0013]进一步地，所述自适应滤波器的更新包括以下步骤：
[0014]对所述振动信号和误差信号进行加窗处理；
[0015]将加窗后的振动信号和误差信号通过傅里叶变换转换到频域信号；
[0016]利用扬声器到传声器之间的次级通道传递函数，对振动信号的频域变换信号进行次级通道滤波，并结合误差信号的频域变换信号，以获得相应频点下的频域梯度，进而实现对所述自适应滤波器的更新，并将更新后的自适应滤波器变换到时域进行应用。
[0017]进一步地，所述发动机噪声主动控制器的信号处理包括以下步骤：
[0018]依据所述发动机运行信号中转速和阶次信息得到当前发动机噪声频率，其计算公式如下：
[0019][0020]其中，Speed为发动机转速，Order为发动机阶次，k为控制频率索引值，同时对应阶次索引值；
[0021]将所述发动机噪声频率输入正弦波发生器以产生两路相位相差90
°
的正弦信号作为发动机噪声主动控制器的参考信号，分别记作xs
k
(n)和xc
k
(n)，其计算公式如下：
[0022]xs
k
(n)＝Asin(2πf
k
t),
[0023]xc
k
(n)＝Acos(2πf
k
t)
[0024]其中，A为参考信号增益，用于调整参考信号幅值；f
k
为发动机噪声频率，t为振动时间；
[0025]将两路正弦信号分别与相应权重系数进行线性滤波运算，以得到扬声器的第二激励信号，其计算公式如下：
[0026][0027]其中，j为扬声器位置索引值，w
qkj
(n)为权值系数，其中q为每个控制频率下参考信号序号，q＝0对应正弦，q＝1对应余弦。
[0028]进一步地，对发动机噪声主动控制器的参考信号进行次级通道滤波，根据次级通道辨识得到的次级通道滤波后的参考信号，其计算公式如下：
[0029][0030][0031]其中，m为次级通道时域单位脉冲响应序列的索引值，i为传声器位置索引值，s
ij
为传递函数；
[0032]利用次级通道滤波后的参考信号对发动机噪声主动控制器中的权值系数进行更新，其更新公式如下：
[0033][0034][0035]其中μ
′
为步长因子，γ为泄露系数，β为防回声系数，p为系统使用的传声器数量，e
i
(n)为误差信号。
[0036]进一步地，在所述自适应滤波器的更新过程，所述振动信号和误差信号在使用前需要提前通过带通滤波器以滤除高频信号信息，并进行降采样处理。
[0037]进一步地，所述第一激励信号和所述第二激励信号融合前需进行升采样处理，并通过低通滤波器滤除高频信息，所述低通滤波器的截止频率与所述带通滤波器的截止频率相同。
[0038]另一方面，本专利技术提供了一种车载主动噪声控制系统融合方法，包括：
[0039]将发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器进行融合形成系统控制器，所述系统控制器的控制算法将车内降噪任务分为时域任务和频域任务；所述时域任务包括信号的接收、次级控制声的生成和融合、发动机噪声主动控制器的权重系数获取，所述频域任务包括所述路面噪声主动控制器中的自适应滤波器的参数更新；所述路面噪声主动控制器和发动机噪声主动控制器在时域任务中分别生成第一激励信号和第二激励信号，以作为次级控制声，并进行融合输出至相应车载扬声器以进行车内降噪。
[0040]进一步地，在时域任务中，接收的信号包括发动机的转速信号、车身的振动信号、车内传声器反馈的误差信号。
[0041]进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载主动噪声控制系统，其特征在于，包括加速度传感器、传声器、扬声器和控制器，所述加速度传感器、传声器和控制器接入车载的A2B总线，所述控制器还接入车载的CAN总线，所述控制器包括发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器，所述传声器拾取的声音信号作为误差信号，通过所述A2B总线分别输出至所述发动机噪声主动控制器和路面噪声主动控制器；所述发动机噪声主动控制器通过CAN总线接入车载的车机系统以获得发动机运行信号，并采用时域逐点滤波算法对所述发动机运行信号与误差信号进行自适应信号处理以得到第一激励信号；所述路面噪声主动控制器通过A2B总线获得所述加速度传感器采集的振动信号，并通过自适应滤波器输出第二激励信号，其中，通过对所述振动信号和误差信号进行傅里叶变换以实现在频域中对所述自适应滤波器更新；所述控制器将所述第一激励信号和所述第二激励信号融合后输出至相应的扬声器运行。2.根据权利要求1所述的车载主动噪声控制系统，其特征在于，所述路面噪声主动控制器的信号处理包括以下步骤：将振动信号x
l
(n)作为路面噪声主动控制器的参考信号，通过自适应滤波器进行卷积操作处理，以作为次级声源信号输出给扬声器，其中第j个扬声器通道的第一激励信号的计算公式如下：其中，w
jl
(n)为时间倒序的自适应滤波器，其阶数为N
c
，l为路面噪声主动控制器的参考信号通道索引值，L为参考信号通道的最大值，j为扬声器位置索引值，n为采样信号的索引值，x
l
(n)为振动信号，由当前采集到的N
c
个信号点构成。3.根据权利要求2所述的车载主动噪声控制系统，其特征在于，所述自适应滤波器的更新包括以下步骤：对所述振动信号和误差信号进行加窗处理；将加窗后的振动信号和误差信号通过傅里叶变换转换到频域信号；利用扬声器到传声器之间的次级通道传递函数，对振动信号的频域变换信号进行次级通道滤波，并结合误差信号的频域变换信号，以获得相应频点下的频域梯度，进而实现对所述自适应滤波器的更新，并将更新后的自适应滤波器变换到时域进行应用。4.根据权利要求1所述的车载主动噪声控制系统，其特征在于，所述发动机噪声主动控制器的信号处理包括以下步骤：依据所述发动机运行信号中转速和阶次信息得到当前发动机噪声频率，其计算公式如下：其中，Speed为发动机转速，Order为发动机阶次，k为控制频率索引值，同时对应阶次索引值；
将所述发动机噪声频率输入正弦波发生器以产生两路相位相差90
°
的正弦信号作为发动机噪声主动控制器的参考信号，分别记作xs
k
(n)和xc
k
(n)，其计算公式如下：xs
k
(n)＝Asin...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜彦吉，张颖阳，苏航，韩强，郑鹏，
申请(专利权)人：华研慧声苏州电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：