一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法技术

本发明专利技术属于汽车声浪控制技术领域，具体涉及一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法；声浪控制器合成声浪的时域声频信号；检测器判断驾驶人员头部与扬声器的相对位置不变化为止，声浪控制器对合成声浪的时域声频信号基于HRTF进行声场均衡控制，并将获得的时域声频信号传输至功率放大器，经功率放大器放大后传输至扬声器，通过扬声器反馈给双耳；本发明专利技术能够实时跟踪车内人员的头部位置，进行声场的实时控制，并加入自适应权重均衡控制，使人耳获得更好的听觉感受；同时能够实时更新用户与扬声器的相对位置，提升用户体验。提升用户体验。提升用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法


[0001]本专利技术属于汽车声浪控制
，具体涉及一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法。

技术介绍

[0002]作为未来汽车产业的重要发展方向，新能源车拥有环保、节能、安全等多方面的优势，但电动汽车更为安静，为满足人类的多元化需求，汽车电子声浪受到越来越多的人的关注。汽车的声浪确实重要，加速时的推背感、转向时的手感、轮胎压过地面的路感、发动机和排气的声浪，几种感官共同决定了驾驶者驾驶一辆车的乐趣。
[0003]目前汽车声浪一般通过CAN获取车速、踏板开度等基本信息,然后利用车内扬声器回放；然而用户在行驶过程中，通常会根据个人感受调整位置，会影响甚至导致用户左右耳感受到的扬声器发出的声音不均衡，从而，极大降低用户体验。

技术实现思路

[0004]为了克服上述问题，本专利技术提供一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法；可以实时跟踪车内人员的头部位置，进行声场的实时控制，并加入自适应权重均衡控制，使人耳获得更好的听觉感受；同时能够实时更新用户与扬声器的相对位置，提升用户体验，提高车辆本身的形象。
[0005]一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法，包括如下内容：
[0006]步骤一，声浪控制器通过CAN总线实时获取车速、踏板开度、电机转速和扭矩四个基本参数，并根据获取的参数信息合成声浪的时域声频信号x0(t)；
[0007]步骤二，头踪迹跟踪检测器获取驾驶人员与扬声器的基本位置信息以及驾驶人员的基本生理参数信息；
[0008]步骤三，头踪迹跟踪检测器对驾驶人员头部与扬声器之间的相对位置进行判断，如果驾驶人员头部与扬声器的相对位置发生变化，则重复步骤二，直至驾驶人员头部与扬声器的相对位置不变化为止，将所获取的信息传输至声浪控制器，进行下一步；
[0009]步骤四，声浪控制器对合成声浪的时域声频信号x0(t)基于HRTF进行声场均衡控制，具体内容如下：
[0010]步骤4.1，将时域声频信号x0(t)通过傅里叶变换为频域信号x0(f)；
[0011]步骤4.2，每个人的双耳对应每个声源空间位置都具有其特有的一对HRTF，H
L
(r,θ,φ,f)H
R
(r,θ,φ,f)分别为左右声道的HRTF，具体为：
[0012][0013][0014]其中，P
L
、P
R
分别是点声源在左、右产生的频域复数声压；P0是头移开后点声源在原
头中心位置处的频域复数声压，r为声源到头中心的距离，θ和φ分别代表声源相对头中心的方位角和仰角，f是声波的频率，
ɑ
则是与个体相关的一组参数，因为HRTF是一对多变量的函数，而头相关脉冲响应是对应HRTF的时域形式，用H
L
和H
R
表示；
[0015]步骤4.3，单路的频域信号为x0(f)，那么左右声道的频域信号分别为x
L
(f)和x
R
(f)，左右声道待输出的频域信号分别为y
L
和y
R
，扬声器的传递函数为s(f)，则用HRTF对左右声道的频域信号进行滤波处理：
[0016][0017][0018]其中S
XX_Z
为扬声器XX到座椅Z的传递函数，A
XX_z
扬声器XX到座椅Z的输入信号权重值；y
L
(r,θ,φ,f)y
R
(r,θ,φ,f)分别为左右声道的待输出频域信号；
[0019]步骤4.4，每个人的双耳对多个声源空间位置所获得的频域信号为：
[0020][0021][0022]其中N代表N个声源，n＝1,2，3
……
N，H
Ln
(r,θ,φ,f)H
Rn
(r,θ,φ,f)分别为第n个声源的左右声道的HRTF，x
Ln
(f)和x
Rn
(f)分别为第n个声源的左右声道的频域信号；
[0023]步骤4.5，将每个人的双耳对多个声源空间位置所获得的频域信号通过傅里叶逆变换为时域声频信号；
[0024]步骤五，声浪控制器将步骤四获得的时域声频信号传输至功率放大器，经功率放大器放大后传输至扬声器，通过扬声器反馈给双耳。
[0025]所述扬声器按如下方式布置：四个车门下方各布置一个扬声器进行声浪的回放，其中前排车门下方的扬声器为L1、R1,后排车门下方的扬声器为L2、R2。
[0026]所述步骤二驾驶人员与扬声器的基本位置为：声源到头中心的距离r，声源相对头中心的方位角θ和仰角φ。
[0027]所述步骤二中基本生理参数为：中国人样本HRTF数据库中规定的参数。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术根据车内人员的生理特性和与扬声器的相对位置实时合成电动汽车车内声浪，提高用户的驾驶体验；
[0030]本专利技术对车内声场进行均衡，加入各声源到各座椅的传递路径影响和权重，提高声品质；
[0031]本专利技术进行图像处理，更新车内人员的生理特性和与扬声器的相对位置，为声音合成提高精确度。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术车内扬声器布置方案。
[0034]图2为本专利技术扬声器与人头中心距离。
[0035]图3为本专利技术为后备箱往主驾驶方向声源相对头部中心仰角示意图。
[0036]图4为本专利技术扬声器与人头相对位置的俯视图。
[0037]图5为本专利技术的主动声浪控制方案示意图。
[0038]图6为本专利技术声波从声源到双耳的传输示意图，即多声源的传输原理图。
[0039]图7为本专利技术多声源对于人头部的头相关传输函数的原理图。
[0040]图8为本专利技术的流程图。
[0041]其中：r
L1
、r
L2
、r
R1
、r
R2
为4个声源到头中心的距离；φ
L1
、φ
L2
、φ
R1
、φ
R2
为声源相对头部中心的仰角；θ
L1
、θ
L2
、θ
R1
、θ
R2
定义为声源相对头部中心的方位角。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车车内主动声浪的声场均衡控制方法，其特征在于，包括如下内容：步骤一，声浪控制器通过CAN总线实时获取车速、踏板开度、电机转速和扭矩四个基本参数，并根据获取的参数信息合成声浪的时域声频信号x0(t)；步骤二，头踪迹跟踪检测器获取驾驶人员与扬声器的基本位置信息以及驾驶人员的基本生理参数信息；步骤三，头踪迹跟踪检测器对驾驶人员头部与扬声器之间的相对位置进行判断，如果驾驶人员头部与扬声器的相对位置发生变化，则重复步骤二，直至驾驶人员头部与扬声器的相对位置不变化为止，将所获取的信息传输至声浪控制器，进行下一步；步骤四，声浪控制器对合成声浪的时域声频信号x0(t)基于HRTF进行声场均衡控制，具体内容如下：步骤4.1，将时域声频信号x0(t)通过傅里叶变换为频域信号x0(f)；步骤4.2，每个人的双耳对应每个声源空间位置都具有其特有的一对HRTF，H
L
(r，θ，φ，f)H
R
(r，θ，φ，f)分别为左右声道的HRTF，具体为：(r，θ，φ，f)分别为左右声道的HRTF，具体为：其中，P
L
、P
R
分别是点声源在左、右产生的频域复数声压；P0是头移开后点声源在原头中心位置处的频域复数声压，r为声源到头中心的距离，θ和φ分别代表声源相对头中心的方位角和仰角，f是声波的频率，
ɑ
则是与个体相关的一组参数，因为HRTF是一对多变量的函数，而头相关脉冲响应是对应HRTF的时域形式，用H
L
和H
R
表示；步骤4.3，单路的频域信号为x0(f)，那么左右声道的频域信号分别为x
L
(f)和x
R
(f)，左右声道待输出的频域信号分别为y
L
和y
R
，扬声器的传递函数为s(f)，则用HRTF对左右声道的频域信号进行滤波处理：频域信号进行滤波处理：其中S
XX_Z
为扬声器XX到座椅Z的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪晴，李允，王石，李浩，李超，张程鹏，霍超，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：