高频宽带空气传播噪声主动噪声消除制造技术

从位于车辆内的第一位置处的一个或多个物理误差传声器捕获噪声信号。从前馈系统传感器捕获高频噪声信号。利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号。利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号。提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声，ANC系统利用用于ANC的至少2kHz的工作频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高频宽带空气传播噪声主动噪声消除相关申请的交叉引用本申请要求2019年1月4日提交的美国临时申请序列号62/788,413的权益，所述申请的公开内容特此以引用的方式整体并入本文。
本公开的各方面总体涉及针对高频宽带空气传播噪声的主动噪声消除。
技术介绍
主动噪声消除(ANC)可用于产生相消地干涉不期望的声波的声波或抗噪声。为了尝试消除不期望的噪声，可通过扬声器产生相消地干涉的声波以与不期望的声波组合。相消地干涉的声波和不期望的声波的组合可消除或最小化听音空间内的一名或多名听音者对不期望的声波的感知。
技术实现思路
在一个或多个说明性实例中，一种用于高频宽带空气传播噪声的主动噪声消除(ANC)的系统包括：前馈系统传感器，所述前馈系统传感器被配置为捕获在物理上接近于车辆的噪声源处产生的高频噪声信号；一个或多个物理误差传声器，所述一个或多个物理误差传声器被配置为捕获要消除的噪声信号；以及ANC计算装置。所述ANC计算装置被配置为：从位于所述车辆内的第一位置处的所述一个或多个物理误差传声器接收所述噪声信号；利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号；从所述前馈系统传感器接收所述高频噪声信号；利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号；以及提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声。在一个或多个说明性实例中，描述了一种用于高频宽带空气传播噪声的ANC的方法。所述方法包括：由前馈系统传感器捕获在物理上接近于车辆的噪声源处产生的高频噪声信号；由一个或多个物理误差传声器捕获要消除的噪声信号；从位于所述车辆内的第一位置处的所述一个或多个物理误差传声器接收所述噪声信号；利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号；从所述前馈系统传感器接收所述高频噪声信号；利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号；以及提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声。在一个或多个说明性实例中，一种非暂时性计算机可读介质包括指令，所述指令在由ANC系统的一个或多个处理器执行时致使所述ANC系统执行操作。这些操作包括：接收从位于车辆内的第一位置处的一个或多个物理误差传声器捕获的噪声信号，所述噪声信号缺乏在300Hz至1000Hz频带内的高频信息；从前馈系统传感器接收高频噪声信号，所述高频噪声信号在物理上接近于所述车辆的噪声源处产生，所述高频噪声信号覆盖在300Hz至1000Hz频带内的频率；利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号；利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号；以及提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声，所述ANC系统利用用于ANC的至少2kHz的工作频率。附图说明图1示出了用于使用主动噪声消除(ANC)来执行道路噪声消除(RNC)的示例系统；图2示出了RNC系统性能的实例；图3示出了使用层压玻璃的被动风噪声解决方案的性能的实例；图4示出了在车辆的外部的用于为ANC提供数据的传声器放置的实例；图5示出了在车辆的外部的热线或热膜放置的实例；图6示出了来自车辆的车身的不同区域的风噪声贡献的实例；图7示出了空气传播轮胎噪声谱的实例；图8示出了在车辆的车外后视镜周围的风噪声源的实例；图9示出了虚拟传声器噪声估计的实例；并且图10示出了用于高频宽带空气传播噪声的主动噪声消除的示例过程。具体实施方式根据需要，本文公开了本专利技术的详细实施方案；但是应理解，所公开的实施方案仅示例性说明本专利技术，本专利技术可体现为不同和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应解释为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本专利技术的代表性基础。许多RNC系统利用加速度计来捕获车辆底盘或车身中的道路激励。此类系统有效地为RNC算法提供低于250Hz的经滤波的x信号，因为大多数低频车厢噪声是结构传播的。然而，在高频下实现噪声消除是非常困难的(如果有可能的话)，因为此类加速度计通常仅提供结构传播源激励。空气传播噪声在200Hz以上开始带来车辆车厢噪声，并且在500Hz以上成为主要噪声源。在高速巡航状况下，诸如风噪声和道路噪声的空气传播噪声在车辆内部噪声中占主导地位。当前使用夹层玻璃的被动风噪声解决方案通常仅在高于1.5kHz的频率范围内显示出益处。因此，覆盖300Hz至1000Hz的频带的高频ANC系统将是一种独特的且富有吸引力的车辆内降噪的解决方案。为了改进高频噪声消除，可添加额外的传感器来为RNC提供额外的信息。这些传感器可包括位于车辆外部的传声器和/或热线传感器。另外地，可使用速度信号，而不是加速度信号来执行处理。本文详细地论述了这些和其他方面。图1示出了用于使用ANC来执行道路噪声消除(RNC)的示例系统100。作为系统100中的惯例，假设L是扬声器的数量，M是传声器的数量，R是参考信号(例如，测量的噪声源的信道)的数量，[k]是频域中的第k个样本，并且[n]是时域中的第n个样本或第n个帧。如所示，R个参考信号102指示物理上靠近噪声源并穿越物理路径104的感测信号。由于参考信号102靠近噪声源，因此所述参考信号可提供在时间上领先的信号。参考信号102可被标注为xr[n]，其中r＝1...R，作为维度R的向量，表示时域中的与时间相关的参考信号102。物理路径104可被标注为pr,m[n]，其中r＝1...R并且m＝1...M，作为R×M的矩阵，表示主要路径在时域中的与时间相关的传递函数。源自参考信号102的噪声连同来自扬声器112的声音一起在空气106中组合并且由M个误差传声器108接收。R个参考信号102还可输入到自适应滤波器110，所述自适应滤波器110可为数字滤波器，所述数字滤波器被配置为动态地适应来对参考信号102进行滤波以产生期望的抗噪声信号作为输出。自适应滤波器110可使用符号wr,l[n]，表示时域中的与时间相关的自适应w型滤波器，其中r＝1...R并且l＝1...L，从而给出RxL的矩阵。如其名称所指示，自适应滤波器110瞬时地变化，从而适时地适应来执行ANC系统100的自适应功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高频宽带空气传播噪声的主动噪声消除(ANC)的系统，所述系统包括：/n前馈系统传感器，所述前馈系统传感器被配置为捕获在物理上接近于车辆的噪声源处产生的高频噪声信号；/n一个或多个物理误差传声器，所述一个或多个物理误差传声器被配置为捕获要消除的噪声信号；以及/nANC计算装置，所述ANC计算装置被配置为进行以下操作/n从位于所述车辆内的第一位置处的所述一个或多个物理误差传声器接收所述噪声信号，/n利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号，/n从所述前馈系统传感器接收所述高频噪声信号，/n利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号，以及/n提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190104 US 62/788,4131.一种用于高频宽带空气传播噪声的主动噪声消除(ANC)的系统，所述系统包括：
前馈系统传感器，所述前馈系统传感器被配置为捕获在物理上接近于车辆的噪声源处产生的高频噪声信号；
一个或多个物理误差传声器，所述一个或多个物理误差传声器被配置为捕获要消除的噪声信号；以及
ANC计算装置，所述ANC计算装置被配置为进行以下操作
从位于所述车辆内的第一位置处的所述一个或多个物理误差传声器接收所述噪声信号，
利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号，
从所述前馈系统传感器接收所述高频噪声信号，
利用所述虚拟传声器算法以基于所述高频噪声信号而估计所述虚拟位置处的噪声信号，以及
提供噪声消除信号以消除所述虚拟位置处的噪声，所述噪声消除信号考虑到了由所述前馈系统传感器和所述一个或多个物理误差传声器两者捕获的所述噪声。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述高频噪声信号覆盖在300Hz至1000Hz频带内的频率，所述一个或多个物理误差传声器缺乏在所述300Hz至1000Hz频带内的高频信息以在那些频率下产生抗噪声信号，并且用于所述ANC的工作频率为至少2kHz。


3.如权利要求1所述的系统，其中所述前馈系统传感器是MEMS传声器。


4.如权利要求3所述的系统，其中所述MEMS传声器位于车辆的车外后视镜的内部，以允许所述MEMS传声器捕获所述车辆的风噪声。


5.如权利要求4所述的系统，其中所述MEMS传声器经由所述车外后视镜中的亚毫米孔耦合到外部空气，以最小化来自所述MEMS传声器的本底噪声。


6.如权利要求4所述的系统，其中所述MEMS传声器位于车辆的轮室的内部，以执行道路噪声检测。


7.如权利要求1所述的系统，其中所述前馈系统传感器是热线传感器，所述热线传感器被配置为提供对声音速度的直接测量，其中所述热线传感器放置在车辆的气流风噪声源处。


8.如权利要求7所述的系统，其中所述热线传感器位于所述车辆的车外后视镜、所述车辆的挡风玻璃、或所述车辆的前保险杠处，以捕获结构传播噪声以及空气传播噪声。


9.如权利要求1所述的系统，其中所述前馈系统传感是加速度计，所述加速度计被配置为检测车辆的一个或多个面板的振动，并且所述噪声消除系统被配置为对从所述加速度计接收的所测量的加速度信号求积分，以确定车辆的所述一个或多个面板的表面速度。


10.一种用于高频宽带空气传播噪声的ANC的方法，所述方法包括：
由前馈系统传感器捕获在物理上接近于车辆的噪声源处产生的高频噪声信号；
由一个或多个物理误差传声器捕获要消除的噪声信号；
从位于所述车辆内的第一位置处的所述一个或多个物理误差传声器接收所述噪声信号；
利用虚拟传声器算法以基于所述噪声信号而估计虚拟位置处的噪声信号，所述估计利用传递函数，所述传递函数估计所述一个或多个物理误差传声器在所述虚拟位置处可能会接收的信号；
从所述前馈系统传感器接收所述高频噪声信号；
利用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：GS金，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US