头盔中的有源噪声控制制造技术

本发明专利技术提供一种示例性降噪方法和系统,其被配置来：在头盔中的两个相对位置处声学再现两个电气降噪信号；在再现所述降噪信号的所述位置附近的位置处采撷声音；以及从错误信号和参考信号生成所述两个降噪信号。对于每一个降噪信号，从在再现所述各个降噪信号的相同位置处采撷的所述声音生成所述对应错误信号；以及从在再现所述各个其他降噪信号的位置处采撷的声音生成所述参考信号。

Active noise control in a helmet

The invention provides an example of the noise reduction method and system, which is configured to: in the helmet two relative position of acoustic reproducing two electrical noise reduction signal; gather voice in the position near the position of reproducing the noise signal; and generating from the error signal and the reference signal of the two noise signal. For each noise signal, the sound generated from the gathering at the same position in each of the reproduction noise reduction signal corresponding to the error signal; and the sound generation from the pick position in the reproduction of each other of the reference signal and noise signal.

【技术实现步骤摘要】
头盔中的有源噪声控制技术背景1.
本公开涉及用于头盔中的有源噪声控制的系统和方法(一般称作“系统”)。2.相关技术在现代环境中，骑车时摩托车手的听力能力是关键安全因素。遗憾的是，摩托车手的听力尤其会受到发动机噪声、风噪声和头盔设计的阻碍。诸如摩托车手体验到的这些高噪声级可增加疲劳，影响反应时间并且影响注意力，实际上降低了摩托车手和其周围人的安全性。此外，长时间的高强度噪声可对摩托车手的听力能力具有长期后果。在公路行驶速度下，穿戴传统头盔时的噪声级可容易地超过100dB。这对于诸如警察等日常摩托车手以及职业摩托车手特别麻烦。为了对抗噪声，一些摩托车头盔环绕耳朵区域使用隔音材料。其他摩托车手可选择使用耳塞来降低噪声以及防止噪声诱发的听力损伤。降低噪声的另一种方法是嵌入式有源噪声消除系统，然而所述系统也存在一些缺点。
技术实现思路
示例性降噪头盔包括：外壳；隔离层，其布置在所述外壳中并且具有在相对位置处的两个插孔；两个扬声器，其布置在所述两个插孔中；两个麦克风，其布置在所述两个扬声器附近；以及有源噪声控制模块，其具有两个通道，每一个具有错误信号输入、参考信号输入和输出。两个通道的输出电气耦接至两个扬声器；每一个通道的错误信号输入电气耦接至扬声器附近的麦克风，所述扬声器电气耦接至同一通道的输出；并且每一个通道的参考信号输入电气耦接至扬声器附近的麦克风，所述扬声器电气耦接至各个其他通道的输出。示例性降噪方法包括：在头盔中的两个相对位置处声学再现两个电气降噪信号；在再现降噪信号的位置附近的位置处采撷声音；以及从错误信号和参考信号生成两个降噪信号。对于每一个降噪信号，从在再现所述各个降噪信号的相同位置处采撷的所述声音生成所述对应错误信号；以及从在再现所述各个其他降噪信号的位置处采撷的声音生成所述参考信号。本领域技术人员将在查阅以下附图和详细描述之后了解或更加明白其它系统、方法、特征和优点。所有所述额外系统、方法、特征和优点意在包括在本描述内，在本专利技术的范围内，并且受到以下权利要求保护。附图简述参考以下附图和描述可更好地理解所述系统。附图中的组件不一定按比例绘制，而是着重说明本专利技术的原理。此外，在附图中，相同参考数字指定全部不同视图中的对应部分。图1是具有有源噪声控制系统的摩托车头盔的透视图；图2是图示图1中示出的头盔中的信号流的框图；图3是可在图1和图2中示出的头盔中适用的示例性有源噪声控制器的框图；图4是图示左侧和右侧处配备错误麦克风的ANC头盔的幅值频率响应的图；图5是图示左侧和右侧处配备错误麦克风的ANC头盔的串音消除(幅值)频率响应的图；图6是由衬垫制成的示例性可充气夹板的横截面视图；图7是图示图6中使用的处于平坦或展开条件的衬垫的俯视图；图8是被示出处于其供使用的充气条件的气垫的等距视图；图9是沿图8的线A--A得到的横向截面视图；图10是放大的截面视图，详细示出海绵结构和垫子的边缘部分处的垫子包封；并且图11是图示可在头盔中适用的示例性降噪方法的信号流程图。优选实施方案的详述在可是反馈型(也称为闭路)ANC子系统和前馈型(也称为开路)ANC子系统的组合的常见混合ANC系统中，所述子系统中的每一个具有其自身的错误麦克风。所述混合ANC系统通常在ANC头戴式耳机中使用，但是通常无法用于头盔。虽然在头盔的每一侧为反馈型ANC子系统安装错误麦克风(例如，靠近诸如扬声器的次级源)并不成问题，但是难以找到用于前馈型子系统的错误麦克风的合适位置。头盔的外表面将是用于此种传感器的中性位置，但是并不建议使用该位置，因为其可导致前馈型子系统的错误麦克风由于给定的严苛声学环境条件而出现超载，尤其是当在驾驶摩托车的同时穿戴头盔时。影响摩托车手的噪声可具有许多源头，诸如发动机噪声、道路噪声、其它车辆噪声和风噪声。随着摩托车的速度增加，通常来说最突出的噪声源是风噪声。该效果随着速度增加而急剧增加。头盔可包括若干层，所述若干层包括外壳、减震层和舒适层。头盔的外壳是最外层，并且通常由诸如塑料和纤维复合材料等弹性、防水材料制成。头盔的减震层是其主要安全层，可由诸如可膨胀聚苯乙烯海绵等刚性但减震的材料制成。尽管并不典型，但是可合并有头盔的耐火层，并且所述耐火层由诸如乙烯基腈等既防火又防水的闭孔材料制成。另外，该层可具有隔音和隔热品质，并且可替代地可称作声学层。最后，头盔的舒适层可由将会与摩托车手的皮肤接触的软材料制成，所述软材料诸如本领域中已知的棉或其它混纺织物。也可存在其它层，并且上面提及的层中的一些可被省略或组合。图1是摩托车头盔100的透视图。头盔100包括外部外壳101、声学层102、海绵层103、舒适层104和任选地无源降噪系统(未图示)。头盔100还包括安装在头盔100的每一内侧上的耳杯105和106，当使用者穿戴头盔100时使用者的耳朵将位于所述耳杯105和106处。在图1中应注意的是，仅一个耳杯105是可见的。然而，以虚线示出的相同耳杯106也存在于头盔100的相对侧上。如图1中所示，耳杯105(且因此耳杯106)通过隔振悬置107与头盔100的外壳101隔离。隔振悬置107可由减振材料制成。减振材料可防止外壳101振动抵达使用者的耳朵，并且因此可降低使用者将这些振动感知为噪声的可能性。因此，通过将耳杯105安装至头盔100的外壳101以外的部分，并且将耳杯105从容易传递振动的刚性材料分离，可减低传递至耳杯105的噪声。每一耳杯105、106可部分包围例如嵌入耳杯105、106中的扬声器108、109或者任何其它类型的声音驱动程序或电声变换器或一组扬声器。另外，头盔100可包括诸如麦克风110和111等声传感器，所述声传感器感测噪声并且连同每一耳杯105和106中的扬声器108和109一起积极地消除所述噪声。麦克风110和111安置在扬声器108和109的附近，这意味着在本实例中其与各个扬声器108、109安置在头盔100的同一侧上，因为扬声器108和109安置在头盔100内侧的相对位置处。扬声器108和109以及麦克风110和111连接至有源噪声控制器112。以此方式，任选的无源降噪系统的益处可与有源降噪系统组合。有源噪声控制器112可部分或完全安装在头盔100的外壳101内，并且可通过减振材料与外壳101隔离。可替代地，有源噪声控制器112完全安置在头盔100的外侧，并且扬声器108、109和麦克风110、111经由有线或无线连接链接至有源噪声控制器112。另外，有源噪声控制器112不论安置在何处均可经由有线或无线连接链接至音频信号总线系统和/或数据总线系统(二者均未在图1中示出)。图2示出图1中示出的头盔100中使用的噪声控制器112。麦克风110和111向有源噪声控制器112提供电气信号，所述电气信号表示由麦克风110和111在其各个位置处采撷的声音。有源噪声控制器112对来自麦克风110、111的信号进行处理，并且从所述麦克风110、111产生供应至扬声器108和109的信号。有源噪声控制器112可另外经由数据总线201和/或音频信号总线202传输或接收数据和/或音频信号。在图1中示出的示例性混合系统中，麦克风110和111安置在头盔100内侧与例如扬声器108和109的次级源相同的曲面处，并且可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降噪系统，其包括：头盔；两个扬声器，其布置在所述头盔中的相对位置处；两个麦克风，其布置在所述两个扬声器附近；以及有源噪声控制模块，其具有两个通道，每一个具有错误信号输入、参考信号输入和输出；其中：所述两个通道的所述输出电气耦接至所述两个扬声器；每一个通道的所述错误信号输入电气耦接至所述扬声器附近的所述麦克风，所述扬声器电气耦接至同一通道的所述输出；并且每一个通道的所述参考信号输入电气耦接至所述扬声器附近的所述麦克风，所述扬声器耦接至各个其他通道。

【技术特征摘要】
2015.12.16 EP 15200376.01.一种降噪系统，其包括：头盔；两个扬声器，其布置在所述头盔中的相对位置处；两个麦克风，其布置在所述两个扬声器附近；以及有源噪声控制模块，其具有两个通道，每一个具有错误信号输入、参考信号输入和输出；其中：所述两个通道的所述输出电气耦接至所述两个扬声器；每一个通道的所述错误信号输入电气耦接至所述扬声器附近的所述麦克风，所述扬声器电气耦接至同一通道的所述输出；并且每一个通道的所述参考信号输入电气耦接至所述扬声器附近的所述麦克风，所述扬声器耦接至各个其他通道。2.如权利要求1所述的系统，其中所述头盔包括外壳和隔离层；其中所述隔离层布置在所述外壳中并且具有在相对位置处的两个插孔；并且所述两个扬声器布置在所述两个插孔中。3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述外壳具有前开口；并且每一个麦克风布置在所述前开口与在其附近的所述扬声器之间。4.如权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中所述有源噪声控制模块为组合式前馈型和反馈型。5.如权利要求4所述的系统，其中每一个通道包括前馈型有源噪声控制滤波器和反馈型有源噪声控制滤波器；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克里斯托夫，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE