用于头盔的主动噪声和认知控制制造技术

用于具有刚性壳体的头盔的主动降噪系统和方法，所述刚性壳体在空间上划分壳体内部与壳体周围环境，所述方法包括：接收表示在所述壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号，以及基于所述至少一个期望声音信号，产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在所述壳体内部发生的内部声音相互作用。所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式。所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。

Active noise and cognitive control for helmet

For active noise reduction system and method with rigid shell helmet, wherein the rigid shell in the space division of the shell and the shell surrounding environment, the method comprises: receiving said occurred in the housing in the surrounding environment at least one desired sound mode of at least one desired sound signal, and based on the at least one the desired sound signal, anti sound, the sound is configured by superposition with the inside of the casing the internal sound interaction. The inner voice includes a first internal voice component and second internal sound component, the first internal voice component does not correspond to the at least one desired sound mode, and the second internal sound component corresponding to the at least one desired sound mode. The counter sound is also configured to attenuate the first internal sound component and amplify the second internal sound component without attenuating or attenuating to a smaller extent than the first internal sound component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于头盔的主动噪声和认知控制
技术介绍
1.
本公开涉及一种用于头盔中的主动噪声和认知控制的系统和方法(通常称为“系统”)。2.相关技术。摩托车手在骑车时的听力是现代环境中的关键安全因素。令人遗憾的是，摩托车手的听力可能受到例如发动机噪声、风噪声和由头盔设计引起的噪声等噪声的阻碍。例如摩托车手经历的噪声水平等高噪声水平可能增加疲劳、影响反应时间并阻碍注意力，从而有力地降低摩托车手及其周围人的安全。此外，长时间的高强度噪声可能对摩托车手的听力具有长期的影响。在公路速度下，即使佩戴传统的头盔，噪声水平也可能容易超过100dB(A)。对于日常摩托车手以及职业摩托车手(例如警察)，还有对于飞行员、军事人士和佩戴头盔的摩托车运动爱好者来说，这是特别麻烦的。为了对抗噪声，一些摩托车头盔在耳朵区域周围使用消音材料。其他摩托车手可能会选择使用耳塞来减少噪声，并防止噪声引起的听力损失。降低噪声的另一种方法是内置主动噪声消除系统。在所有的情况下，噪声降低在一些情况下可能太强，例如，可能会在一定程度上降低或消除所需声音，例如摩托车手自己的摩托车或其他车辆、警笛、喇叭和其周围的其他警告信号。或者，在其他情况下，例如当摩托车手自己的摩托车声音或任何其他噪声太大时，噪声降低对于不期望的声音可能太弱。当摩托车手听音乐时，情况可能变得甚至更加复杂，这种音乐在一些情况下是所期望的声音，但是当更重要的所需声音(例如由其他车辆、警笛、喇叭和摩托车手周围其他警告信号产生的声音)发生时可能不是所期望的。
技术实现思路
一种主动降噪系统包括：具有刚性壳体的头盔，所述壳体配置为在空间上划分壳体内部与壳体周围环境；以及至少一个主动噪声控制通道。所述至少一个主动噪声控制通道被配置为接收表示在壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号，并且基于所述至少一个期望声音信号，产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在壳体内部发生的内部声音相互作用。所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式。所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。一种用于具有刚性壳体的头盔的主动降噪方法，所述刚性壳体在空间上划分壳体内部与壳体周围环境，所述主动降噪方法包括：接收表示在壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号，以及基于所述至少一个期望声音信号，产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在壳体内部发生的内部声音相互作用。所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式。所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。一种计算机程序被配置为结合适当的硬件执行用于具有刚性壳体的头盔的主动降噪方法，所述刚性壳体在空间上划分壳体内部与壳体周围环境，所述主动降噪方法包括：接收表示在壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号，以及基于所述至少一个期望声音信号，产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在壳体内部发生的内部声音相互作用。所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式。所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。通过审查以下附图和详细描述，其他系统、方法、特征和优点对本领域技术人员来说将显而易见或将变得显而易见。所有这些额外的系统、方法、特征和优点旨在包括在本说明书内，在本专利技术的范围内，并且由所附权利要求书保护。附图说明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，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。此外，在附图中，相同的参考符号表示所有的不同视图中的对应部件。图1是具有主动噪声控制系统的摩托车头盔的透视图。图2是可应用于图1中所示的头盔中的示例性主动噪声控制器的信号流程图。图3是图2中所示的主动噪声控制器的一个通道的信号流程图。图4是可应用于图3中所示的主动噪声控制处理器的第一示例性主动噪声控制处理器的信号流程图。图5是可应用于图3中所示的主动噪声控制处理器的第二示例性主动噪声控制处理器的信号流程图。图6是用于如图1中所示的头盔中的示例性麦克风扬声器组合的透视图；图7是用于如图1中所示的头盔中的面颊部件的透视图，所述面颊部件包括图6中所示的麦克风扬声器组合；图8是示出可应用于图2中所示的主动噪声控制系统中的示例性主动噪声控制方法的工序流程图。图9是示出用于头盔的示例性认知方法的工序流程图。图10是示出用于头盔的自动噪声控制方法的工序流程图。具体实施方式在下面的描述中，所示的所有示例都涉及骑摩托车的摩托车手，但适用于佩戴头盔并驾驶任何类型的陆上、水上或空中交通工具的所有其他驾驶员。噪声在本文中称为任何不期望的声音。影响摩托车手的噪声可能会有很多来源，例如发动机噪声、道路噪声、风噪声和车辆中的其他噪声。随着车辆速度的增加，通常最突出的噪声源是风噪声。摩托车手所经历的所有类型噪声的共同之处在于它们引起摩托车手的耳朵的振动。在一些情况下，头盔可能通过将振动从环境直接传输到摩托车手的耳朵来增加感知到的噪声振幅。例如，随着摩托车手行进速度加快，影响他或她的头盔壳体的风又将产生更多的振动，摩托车手将这些振动感知为噪声。随着速度的增加，这种效应急剧增加。常见的头盔可以包括几个层，包括壳体、减震层和舒适层。头盔的壳体是最外层且通常由弹性、防水材料制成，例如塑料和纤维复合材料。壳体在空间上(从某种程度上)划分壳体内部与壳体周围环境。头盔的减震层，作为其主要安全层，可以由刚性但减震材料制成，例如可膨胀聚苯乙烯泡沫。虽然不是典型的，但头盔的防火层可以被整合，并且由耐火和防水的例如乙烯基腈的闭孔材料制成。此外，此层可以具有声音和热绝缘性质，并且可以替代地称为声学层。最后，头盔的舒适层可以由意在与摩托车手的皮肤接触的例如本领域已知的棉或其他织物混合物的软质材料制成。也可以存在其他层，并且可以省略或组合一些上述层。头盔可以包括耳罩，所述耳罩可以被模制到头盔的刚性部分中，例如泡沫层。耳罩可以是静态的，并且仅为摩托车手的耳朵和/或扬声器提供空间，使得摩托车手可以收听音乐或通过电子通信系统通信。在一些情况下，耳罩可以安装到头盔的壳体，使得所述耳罩可以对摩托车手进行扩音并提供更好的舒适感。耳罩可以形成于振动地耦合到头盔的壳体的刚性材料中，或者耳罩直接连接到头盔的壳体。在这两种情况下，来自风和其他噪声源的振动很容易从头盔的壳体传输到耳罩，且然后传输到摩托车手的耳朵。这种振动耦合又为摩托车手创造了刺激性噪声。图1是示例性摩托车头盔100的透视图。头盔100包括外壳101、声学层102、泡沫层103和舒适层104。声学层102(与发泡层103和/或舒适层104连接)可被构造为形成被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动降噪系统，包括：具有刚性壳体的头盔，所述壳体被配置为在空间上划分壳体内部与壳体周围环境；以及至少一个主动噪声控制通道，其被配置为：接收表示在所述壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号；以及基于所述至少一个期望声音信号产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在所述壳体内部中发生的内部声音相互作用；其中：所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式；并且所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 DE 102015202703.11.一种主动降噪系统，包括：具有刚性壳体的头盔，所述壳体被配置为在空间上划分壳体内部与壳体周围环境；以及至少一个主动噪声控制通道，其被配置为：接收表示在所述壳体周围环境中发生的至少一个期望声音模式的至少一个期望声音信号；以及基于所述至少一个期望声音信号产生反声，所述反声被配置为通过叠加与在所述壳体内部中发生的内部声音相互作用；其中：所述内部声音包括第一内部声音分量和第二内部声音分量，所述第一内部声音分量不对应于所述至少一个期望声音模式，而所述第二内部声音分量对应于所述至少一个期望声音模式；并且所述反声还被配置为衰减所述第一内部声音分量，并且使所述第二内部声音分量放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。2.根据权利要求1所述的系统，还包括信号模式检测模块，所述信号模式检测模块被配置为接收并处理表示在所述壳体周围环境中发生的声音的至少一个周围环境声音信号以提供所述至少一个期望声音信号。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述信号模式检测模块还包括至少一个自动相关模块，所述至少一个自动相关模块被配置为接收所述至少一个周围环境声音信号，并且对所述至少一个周围环境声音信号执行自动相关操作，以提取来自所述至少一个周围环境声音信号的第一相关信号分量和第一不相关信号分量；并且所述至少一个主动噪声控制通道还被配置为接收所述第一不相关信号分量并且减少所述头盔内部中对应于所述第一不相关信号分量的声音，并且将所述壳体内部中对应于所述第一相关信号分量的声音放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。4.根据权利要求2或3所述的系统，其中：所述信号模式检测模块还包括至少一个交叉相关模块，所述至少一个交叉相关模块被配置为：接收表示所述至少一个期望声音模式的至少一个期望声音参考信号，以及接收所述至少一个周围环境声音信号或所述至少一个周围环境声音信号的所述第一相关信号分量；并且对所述至少一个期望声音参考信号和对所述至少一个周围环境声音信号或所述至少一个周围环境声音信号的所述第一相关信号分量执行交叉相关操作，以提取来自所述至少一个周围环境声音信号的第二相关信号分量和第二不相关信号分量或者所述至少一个周围环境声音信号的所述第一相关信号分量；其中所述至少一个主动噪声控制通道还被配置为接收所述第二相关信号并且将所述壳体内部中对应于所述第二相关信号分量的声音放大、不衰减或衰减到比所述第一内部声音分量小的程度。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个期望声音参考信号是表示由车辆产生的声音的信号。6.根据权利要求5所述的系统，其还包括第一信号合成器，所述第一信号合成器被配置为从表示所述车辆的至少一个操作特性的信号合成所述至少一个期望声音参考信号。7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其还包括第二信号合成器，所述第二信号合成器被配置为依据由数据存储器或经由数据总线提供的第一控制数据来合成表示所述至少一个期望声音模式的所述至少一个期望声音参考信号。8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其中所述信号模式检测模块还包括滤波器，所述滤波器被配置为依据由数据存储器或经由数据总线提供的第二控制数据利用滤波器特性来过滤所述至少一个周围环境声音信号的所述第一或第二相关信号分量。9.根据权利要求7或8所述的系统，其中所述第一控制数据和第二控制数据中的至少一者取决于所述头盔所处的位置。10.根据权利要求2至9中任一项所述的系统，其中所述信号模式检测模块可操作地耦合到至少一个声学或非声学周围环境声音信号传感器，所述至少一个声学或非声学周围环境声音信号传感器声学地或机械地耦合到所述壳体，所述至少一个周围环境声音信号传感器提供所述至少一个周围环境声音信号。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P茹科夫斯基，G法芬格，
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