一种汽车音频噪声管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车音频噪声管理系统，包括主机和车载ANC及娱乐系统，其中，主机作为控制及运算核心，控制各个音频、功能节点交互工作，以完成整车信息化、智能化的需要；车载ANC系统作为整个汽车音频噪声管理系统中的一个节点，参与到整车各节点间的交互，其将采集到的检测信息经过AD转换、DSP处理，然后通过扬声器播放，完成ANC噪声清除，通过独立节点内的DSP模块取代主机DSP模块进行降噪处理，进而提高主动噪声消除运算效率，降低ANC对主机多媒体服务方面的运行流畅度的影响；采用加速度计传感器对路况等状态进行前馈式的采集和预处理，实现全方位主动噪声消除。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车音频噪声管理系统
本专利技术涉及一种汽车音频噪声管理系统，属于汽车音频检测

技术介绍
改善汽车驾驶体验不仅集中在车辆的操纵和操作上，还包括提高车辆内部环境的舒适度。车辆上安装噪声管理系统，其执行各种音频数字信号处理技术，以增强、抑制和/或消除车辆内部舱室内的噪声。汽车噪声管理系统可以包括安装在车辆各个位置的一个或多个传感器(例如，麦克风、加速度计等)，以监测和检测噪声源，例如发动机噪声、风噪声、车辆振动、路面噪声、轮胎腔噪声或由移动的车辆部件引起的其它基于振动的噪声。现有的汽车音频噪声管理系统存在以下缺点：1)现有的车载音频噪声管理系统中，一般使用舱内麦克风与扬声器分散布置，环境因素影响大，布局复杂，降噪系统调试复杂。2)现有的车载主动噪声消除（ANC）系统，一般使用分散在汽车乘客舱内各处的麦克风拾取噪音后，将信号传送至主机数字信号处理模块内进行处理，再传送到功放和喇叭发出反相声波来达成降噪。这种方式会对主机数字信号处理模块的运算能力有更高的要求，降低主机数字信号处理模块在其它多媒体服务方面的运行流畅度，且分散式的信号来往，整车线束布置非常复杂。3)现有的车载主动噪声消除系统，只检测驾驶舱内噪声，采用反馈式主动噪声消除技术，而不对主要噪声源——发动机噪声、路噪以及底盘振动进行前馈式的采集和预处理，降噪效果较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种汽车音频噪声管理系统，通过独立节点内的DSP模块取代主机DSP模块进行降噪处理，进而提高主动噪声消除运算效率，降低ANC对主机多媒体服务方面的运行流畅度的影响；采用加速度计传感器对路况等状态进行前馈式的采集和预处理，实现全方位主动噪声消除；整个降噪系统置于扬声器附近，保证扬声器附近环境的噪声水平。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种汽车音频噪声管理系统，包括主机和车载ANC及娱乐系统，其中，主机作为控制及运算核心，控制各个音频、功能节点交互工作，以完成整车信息化、智能化的需要；车载ANC系统作为整个汽车音频噪声管理系统中的一个节点，参与到整车各节点间的交互，其将采集到的检测信息经过AD转换、DSP处理，然后通过扬声器播放，完成ANC噪声清除。作为上述技术方案的进一步改进：所述车载ANC系统包含三大部分：传感器模块、ANC主控板模块、扬声器。所述ANC主控板模块包括模数转化器、音频通讯接口、可用于噪声数字信号处理的DSP模块、功率放大器。所述传感器模块包括用于采集路面通过汽车轮胎传导来的噪声信号所需的加速度传感器和用于反馈的乘客舱内声音信号采集的麦克风。所述DSP模块用于将加速度传感器和麦克风采集到的数字化了的声音信号，与主机通过音频通讯接口传输过来的有用声音信号进行比对，以区分有用信号和噪声信号，再将噪声信号进行反相处理，以便进行降噪处理。所述降噪处理过程为：将麦克风采集到的噪声信号的相位反向后，以相同的幅度通过扬声器播放出来，即可以达到降噪的目的。所述音频通讯接口用于与主机和其余各功能节点的数据交互，其主要是从总线中获取控制信号和主机所要传递给车载功放及扬声器的音频信号。所述模数转换器用于将加速度传感器或麦克风采集到的模拟信号数字化，以用于数字信号处理。所述模数转换器独立存在或集成于加速度传感器、麦克风或DSP模块内部。所述DSP模块分别与模数转换器、功率放大器、音频通讯接口电连接，模数转换器包括第一模数转换器和第二模数转换器，第一模数转换器与加速度传感器电连接，第二模数转换器与麦克风电连接；功率放大器与扬声器电连接。本专利技术采取以上技术方案，具有以下优点：1)将舱内麦克风与扬声器集成为一个模组，布局简单，容易调试，线束成本低，一站式解决整车ANC应用需求，不易受环境影响。2)通过从节点DSP取代主机数字信号处理模块进行降噪处理，进而提高主动噪声消除运算效率，提高多媒体服务方面的运行流畅度。3)采用前馈式主动噪声消除降噪方式对发动机噪声、路噪以及底盘振动进行前馈式的采集和预处理，可以达到不低于现有技术的20dB降噪能力，实现全方位主动噪声消除。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明附图1是本专利技术实施例中汽车音频噪声管理系统的结构示意图。图中，1-主机；2-第二模数转换器；3-音频通讯接口；4-主控板模块；5-加速度传感器；6-第一模数转换器；7-DSP模块；8-麦克风；9-功率放大器；10-扬声器。具体实施方式实施例，如附图1所示，一种汽车音频噪声管理系统，包括主机1和集中布置的车载ANC系统，其中，主机1作为控制及运算核心，控制各个音频、功能节点交互工作，以完成整车信息化、智能化的需要。车载ANC系统作为整个汽车音频噪声管理系统中的一个节点，参与到整车各节点间的交互，其将采集到的检测信息经过AD转换、DSP处理，然后通过扬声器播放，完成ANC噪声清除。车载ANC系统包含三大部分：传感器模块、ANC主控板模块4、扬声器10。ANC主控板模块4包括模数转化器、音频通讯接口3、可用于噪声数字信号处理的DSP模块7、功率放大器9。1)传感器模块包括用于采集路面通过汽车轮胎传导来的噪声信号所需的加速度传感器5和用于反馈的乘客舱内声音信号采集的麦克风8。乘客舱外的噪声包括发动机噪声、路噪以及底盘振动噪声。2)主控板：DSP模块7分别与模数转换器、功率放大器9、音频通讯接口3电连接，模数转换器包括第一模数转换器6和第二模数转换器2，第一模数转换器6与加速度传感器5电连接，第二模数转换器2与麦克风8电连接；功率放大器9与扬声器10电连接。a）音频通讯接口3用于与主机1和其余各功能节点的数据交互，其主要是从总线中获取控制信号和主机所要传递给车载功放及扬声器的音频信号。所述的音频通讯接口，包括但不限于下述两种方式：各节点间串接的菊花链拓扑，整车布线简单；或各节点独自通过音频线连接到主机的星形拓扑，整车布线较复杂；其它布线方式。b）模数转换器用于将加速度传感器5或麦克风8采集到的模拟信号数字化，以用于数字信号处理。模数转换器可以独立存在，也可以集成于加速度传感器5、麦克风8或DSP模块7内部。c）DSP模块7用于将加速度传感器5和麦克风8采集到的数字化了的声音信号，与主机通过音频通讯接口传输过来的有用声音信号进行比对，以区分有用信号和噪声信号，再将噪声信号进行反相处理，以便下一步的降噪处理，所述降噪处理过程为：将麦克风8采集到的噪声信号的相位反向后，以相同的幅度通过扬声器10播放出来，原声波与扬声器10播放的声波干涉。因两干涉声波的幅度相同，相位相反，故可以达到降噪的目的。d）功率放大器9用于将DSP模块7处理后的，有用信号与反向处理了的噪声信号，进行功率放大，用于驱动扬声器10播放声音。3）扬声器10用于播放声音，完成ANC降噪。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车音频噪声管理系统，其特征在于：包括主机（1）和车载ANC及娱乐系统，其中，主机（1）作为控制及运算核心，控制各个音频、功能节点交互工作，以完成整车信息化、智能化的需要；车载ANC系统作为整个汽车音频噪声管理系统中的一个节点，参与到整车各节点间的交互，其将采集到的检测信息经过AD转换、DSP处理，然后通过扬声器播放，完成ANC噪声清除。

【技术特征摘要】
1.一种汽车音频噪声管理系统，其特征在于：包括主机（1）和车载ANC及娱乐系统，其中，主机（1）作为控制及运算核心，控制各个音频、功能节点交互工作，以完成整车信息化、智能化的需要；车载ANC系统作为整个汽车音频噪声管理系统中的一个节点，参与到整车各节点间的交互，其将采集到的检测信息经过AD转换、DSP处理，然后通过扬声器播放，完成ANC噪声清除。2.一种如权利要求1所述的汽车音频噪声管理系统，其特征在于：所述车载ANC系统包含三大部分：传感器模块、ANC主控板模块（4）、扬声器（10）。3.如权利要求2所述的一种汽车音频噪声管理系统，其特征在于：所述ANC主控板模块（4）包括模数转化器、音频通讯接口（3）、可用于噪声数字信号处理的DSP模块（7）、功率放大器（9）。4.如权利要求2所述的一种汽车音频噪声管理系统，其特征在于：所述传感器模块包括用于采集路面通过汽车轮胎传导来的噪声信号所需的加速度传感器（5）和用于反馈的乘客舱内声音信号采集的麦克风（8）。5.如权利要求3所述的一种汽车音频噪声管理系统，其特征在于：所述DSP模块（7）用于将加速度传感器（5）和麦克风（8）采集到的数字化了的声音信号，与主机通过音频通讯接口传输过来的有用声音信号进行比对，以区分有用...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢冠宏，杨志勇，曹方豹，
申请(专利权)人：山东共达电声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37