音乐噪声消除和车辆声音合成的乘员检测识别音频系统技术方案

一种车辆音频系统设置有至少一个扬声器，所述至少一个扬声器用于响应于接收到音频信号而在空间内投射声音。控制器被编程为基于指示空间内乘员的存在和识别的至少一个占用信号来生成音频信号，其中音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
音乐噪声消除和车辆声音合成的乘员检测识别音频系统


[0001]本公开涉及一种音频系统，并且更具体地涉及基于车辆占用来控制包括远程传声器位置的音频系统。

技术介绍

[0002]主动噪声消除(ANC)系统使用前馈结构和/反馈结构来衰减非期望噪声，以自适应地去除收听环境内(诸如，车辆车厢内)的非期望噪声。ANC系统通常通过生成消除声波以对不想要的可听噪声进行相消干涉来消除或减少不想要的噪声。当噪声和“抗噪声”(其量值与噪声基本相同，但相位与噪声相反)降低某个位置处的声压级(SPL)时，产生相消干涉。在车辆车厢收听环境中，非期望噪声的潜在来源是来自发动机、排气系统、车辆轮胎与车辆的行驶道路表面之间的相互作用，和/或由车辆的其他部分的振动辐射的声音。因此，不想要的噪声随着车辆的速度、道路状况和操作状态而变化。
[0003]道路噪声消除(RNC)系统是实施在车辆上以便使车辆车厢内部的非期望道路噪声最小化的特定ANC系统。RNC系统使用振动传感器来感测由轮胎与道路的界面生成的道路引起的振动，这种振动导致产生不想要的可听道路噪声。然后，通过使用扬声器生成声波来消除车厢内部的这种不想要的道路噪声或降低其等级，所述声波在理想状况下与要在一个或多个收听者的耳朵处减少的噪声相位相反而量值相同。消除此类道路噪声为车辆乘客带来更愉悦的乘坐体验，并且使得车辆制造商能够使用轻质材料，从而降低能耗并减少排放。
[0004]发动机阶次消除(EOC)系统是实施在车辆上以便使车辆车厢内部的非期望发动机噪声最小化的特定ANC系统。EOC系统使用非声学传感器(诸如发动机转速传感器)来生成表示以每分钟转数(RPM)为单位的发动机曲轴旋转速度的信号作为参考。此参考信号用于生成与在车辆内部可听到的发动机噪声相位相反的声波。因为EOC系统使用来自RPM传感器的信号，所以它们不需要振动传感器。
[0005]RNC系统通常被设计成消除宽带信号，而EOC系统被设计和优化成消除窄带信号，诸如单独的发动机阶次。车辆内的ANC系统可提供RNC技术和EOC技术两者。此类基于车辆的ANC系统通常是基于噪声输入(例如，来自RNC系统中的振动传感器的加速度输入)和定位在车辆车厢内部的各种位置的物理传声器的信号来不断地调适W滤波器的最小均方(LMS)自适应前馈系统。基于LMS的前馈ANC系统及对应算法(诸如滤波
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X LMS(FxLMS)算法)的特征是存储系统中的每个物理传声器与每个抗噪声扬声器之间的脉冲响应或次级路径。次级路径是抗噪声生成扬声器与物理传声器之间的传递函数，基本上表征电抗噪声信号如何变成从扬声器辐射的声音、穿过车辆车厢行进到物理传声器并变成传声器输出信号。
[0006]远程传声器技术是这样一种技术：其中ANC系统基于从一个或多个真实物理传声器接收的误差信号来估计由在没有真实物理传声器定位在其中的位置处的假想或远程传声器生成的误差信号。这种远程传声器技术可以改善收听者耳朵处的噪声消除，即使没有物理传声器实际位于该处。
[0007]驾驶员可预期在某些驾驶模式或操纵期间在车辆的乘客舱内听到来自动力传动
系统的噪声。在新车辆架构(诸如电动车辆)中可以减少或不存在这种动力传动系统噪声。通过提供车辆驾驶动态(例如，加速、巡航、减速、倒车、启动、关闭)的可听反馈来促进驾驶体验的合成发动机噪声(SEN)信号可以提供给扬声器并投射为乘客舱内的乘员可听到的音频。此SEN与实际发动机和排气声音组合，以产生驾驶员和车辆乘员听到的总体发动机声音。此总体发动机声音与乘客舱中的其他声音(诸如音乐)组合以形成可听声音声景。
[0008]结合在车辆中的音乐播放系统由主机、放大器、均衡器和扬声器组成。出于成本原因，这些扬声器和放大器通常与车辆中的噪声消除系统和SEN系统共享。以下方式使音乐播放系统的均衡器变得更加复杂：对于现代车辆中的三十七个或更多个扬声器的播放系统来说，音频信号的初始两个不同通道(右和左)必须变成多达三十七个或更多个通道。坐在每个座椅上的乘员可听到来自所有这些扬声器的输出，并且均衡器的目标是提供沉浸式收听体验，这包括再现立体声音场(sound stage)、准确地呈现每个收听者的右侧、左侧和中心(以及可能背后)的声音。
[0009]自动驾驶车辆和自主车辆实现附加的车辆占用配置。例如，自主车辆的驾驶员或操作者可以坐在车辆中的任何位置。此外，操作者可以面朝后方或面向车辆的侧面或中心而坐。此类占用配置对现有的车辆音频系统和噪声消除系统提出新的挑战，这些系统优先考虑在车辆中面向前方的前排驾驶员座椅乘员的声音表现。

技术实现思路

[0010]在一个实施方案中，车辆音频系统设置有至少一个扬声器，所述至少一个扬声器响应于接收到音频信号而在空间内投射声音。控制器被编程为基于指示空间内乘员的存在和识别的至少一个占用信号来生成音频信号，其中音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。
[0011]在另一个实施方案中，提供了一种用于控制音频系统的方法。基于指示车辆内乘员的存在和识别的至少一个占用信号来生成要从车辆内的扬声器辐射的音频信号，其中音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。
[0012]在又一个实施方案中，车辆音频系统设置有至少一个扬声器，所述至少一个扬声器响应于接收到音频信号而在空间内投射声音。至少一个占用传感器提供指示乘员存在和乘员识别的占用信号。控制器被编程为基于占用信号来生成音频信号，其中音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。
附图说明
[0013]图1是根据一个或多个实施方案的具有主动噪声消除(ANC)系统的车辆的示意图，所述ANC系统包括道路噪声消除(RNC)、远程传声器和占用检测器。
[0014]图2是展示被扩展为包括R个加速度计信号和L个扬声器信号的RNC系统的相关部分的示例性示意图。
[0015]图3是包括发动机阶次消除(EOC)系统和RNC系统的ANC系统的示例性示意性框图。
[0016]图4A是图1的车辆的俯视图，示出了第一车辆占用配置。
[0017]图4B是图1的车辆的另一俯视图，示出了第二车辆占用配置。
[0018]图4C是图1的车辆的另一俯视图，示出了第三车辆占用配置。
[0019]图5是根据一个或多个实施方案的表示包括占用控制器的远程传声器ANC系统的示意性框图。
[0020]图6是表示具有远程传声器ANC系统、音乐系统和合成发动机声音系统的音频系统的示意性框图。
[0021]图7是描绘根据一个或多个实施方案的用于基于车辆占用和识别来调节远程传声器参数的方法的流程图。
具体实施方式
[0022]根据需要，本文公开了本公开的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅是可体现为各种和替代形式的本公开的示例。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，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆音频系统，其包括：至少一个扬声器，所述至少一个扬声器用于响应于接收到音频信号而在空间内投射声音；以及控制器，所述控制器被编程为基于指示在所述空间内乘员的存在和识别的至少一个占用信号来生成所述音频信号，其中所述音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。2.根据权利要求1所述的车辆音频系统，其还包括：至少一个传声器，所述至少一个传声器用于提供指示所述空间内的噪声和抗噪声的误差信号；其中所述控制器被进一步编程为：基于所述至少一个占用信号来修改所述至少一个传声器与至少一个远程传声器位置之间的传递函数；使用所述传递函数来对所述误差信号进行滤波以获得估计远程传声器误差信号；并且基于所述估计远程传声器误差信号来生成所述音频信号，其中所述音频信号包括抗噪声信号。3.根据权利要求2所述的车辆音频系统，其中所述至少一个远程传声器位置包括第一远程传声器位置和与所述第一远程传声器位置间隔开的第二远程传声器位置；并且其中所述控制器被进一步编程为通过响应于乘员靠近所述第一远程传声器位置而增加与所述第一远程传声器位置相关联的增益来修改所述传递函数。4.根据权利要求2所述的车辆音频系统，其中所述至少一个传声器包括至少两个传声器，并且其中所述控制器被进一步编程为：基于所述至少一个占用信号来选择所述至少两个传声器中的一者；并且使用所述传递函数来对来自所选择的传声器的所述误差信号进行滤波以获得所述估计远程传声器误差信号。5.根据权利要求2所述的车辆音频系统，其中所述至少一个扬声器包括至少两个扬声器，并且其中所述控制器被进一步编程为：基于所述至少一个占用信号来选择所述至少两个扬声器中的一者；并且基于所述估计远程传声器误差信号来生成要从所述空间内的所选择的扬声器辐射的所述抗噪声信号。6.根据权利要求2所述的车辆音频系统，其中所述控制器被进一步编程为使用头部跟踪技术和座椅位置中的至少一者来确定所述至少一个远程传声器的位置。7.根据权利要求1所述的车辆音频系统，其中所述音频信号指示SEN，并且其中所述控制器被进一步编程为基于估计远程传声器误差信号以及挡位选择、发动机转速和踏板位置中的至少一者来生成所述音频信号；并且其中所述至少一个扬声器被调适为响应于接收到所述音频信号而投射SEN。8.根据权利要求2所述的车辆音频系统，其还包括：至少一个传感器，所述至少一个传感器用于提供非声学噪声信号；第二次级路径滤波器，所述第二次级路径滤波器用于对所述非声学噪声信号进行滤波以获得经滤波的噪声信号，所述第二次级路径滤波器由估计所述扬声器与所述传声器之间
的次级路径的存储的传递特性来限定；以及其中所述控制器被进一步编程为基于所述经滤波的噪声信号和所述估计远程传声器误差信号来对所述误差信号进行滤波。9.根据权利要求8所述的车辆音频系统，其中所述至少一个传感器包括至少两个传感器，并且其中所述控制器被进一步编程为：基于所述传感器与所述至少一个传声器和所述至少一个远程传声器位置中的至少一者的相干性来选择所述至少两个传感器中的一个。10.一种用于控制音频系统的方法，所述方法包括：基于指示车辆内乘员的存在和识别的至少一个占用信号来生成要从所述车辆内的扬声器辐射的音频信号，其中所述音频信号指示抗噪声声音、合成发动机噪声(SEN)和音乐中的至少一者。1...

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