低成本声学轮胎腔共振消除的方法和设备与流程

本公开的方面总体涉及声学轮胎腔共振消除。

背景技术：

道路噪声消除(rnc)技术通过以类似于其他有源噪声控制(anc)技术的方式产生抗噪声(即，与驾驶舱内的道路噪声在相位上基本上相反且在幅值上基本上相同的声波)来减少车辆内部不必要(通常是宽带)的道路噪声。rnc技术使用振动传感器来拾取由轮胎与路面相互作用所产生的不必要的结构振动，这种结构振动会导致乘客舱内有不必要的噪声。轮胎腔共振是这种不必要的噪声的显著促成因素。消除这种道路噪声的结果是更愉快的乘坐，并且这使汽车制造商能够使用轻质材料，从而增加燃料里程并减少排放。

发动机阶次噪声消除(eoc)技术使用诸如产生代表发动机速度的信号的每分钟转数(rpm)传感器的非声学信号作为参考。该参考信号用于产生与车辆内部可听见的发动机噪声反相的声波。因为eoc系统使用来自rpm传感器的数据，所以eoc系统不需要加速度计。

技术实现要素：

在一个或多个说明性实施方案中，传感器被配置为推断车辆的轮胎的旋转速度。频率生成器被配置为根据轮胎的旋转速度合成对应于轮胎腔共振(tcr)频率的频率以产生感测信号。有源噪声控制滤波器被配置为从感测信号产生抗噪声信号。扬声器被配置为将抗噪声信号转换为抗噪声并将抗噪声辐射到收听位置。抗噪声信号被配置为使得抗噪声减少收听位置处由于轮胎腔共振引起的噪声。

在一个或多个说明性实施方案中，一种轮胎腔共振控制方法包括：使用传感器推断车辆的轮胎的旋转速率；使用频率生成器根据轮胎的旋转速率合成轮胎的轮胎腔共振的频率以产生感测信号；使用有源噪声控制滤波器从感测信号产生抗噪声信号；并且通过扬声器将有源噪声控制滤波器提供的抗噪声信号转换成抗噪声并将抗噪声辐射到收听位置。

在一个或多个说明性实施方案中，一种轮胎腔共振噪声控制方法包括：使用从传感器接收输入的跟踪滤波器在频率范围内找到轮胎腔共振峰值；识别或推断轮胎的轮胎旋转速率；并且更新将轮胎共振频率映射到轮胎旋转速率的轮胎腔共振消除查找表更新；其中轮胎腔共振消除查找表被配置用于使用有源噪声控制滤波器产生抗噪声信号，该有源噪声控制滤波器根据轮胎的旋转速率接收轮胎的轮胎腔共振的合成频率。

附图说明

图1示出了在路面上滚动的汽车轮胎的实例图；

图2按频率示出了车内噪声水平的实例图形；

图3示出了根据车辆速度的轮胎噪声的实例图形；

图4示出了实例tcr和道路噪声控制系统；

图5示出了具有最小均方自适应算法的单通道前馈有源道路噪声消除系统；

图6示出了实例tcr消除调谐表；

图7示出了单个tcr频率噪声消除系统的实例示意图；

图8示出了双tcr频率噪声消除系统的实例示意图；

图9示出了双tcr频率和宽带rnc系统的实例示意图；

图10示出了通过使用tcr消除实现的轮胎腔噪声消除深度的实例；并且

图11示出了实例tcr噪声消除方法。

具体实施方式

本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是可以体现为各种形式和替代形式的本发明的实例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。

图1示出了在表面104上滚动的汽车轮胎102的实例图100。当轮胎102在表面104(例如路面)上滚动时，轮胎102产生可听见的声音。由于轮胎胎面与道路纹理冲击而产生一些声音。音调声(tonalsound)是由轮胎102在其滚动时发生变形而引起的，这继而激发了轮胎102的一个或多个内部声腔共振，这些共振又将机械振动传递到轮毂和轴中。如果轮胎102被卸载，则它是全圆的并且仅存在一个内部共振频率和一种模式形状。当轮胎102被车辆的重量加载时，卸载简并模式分成低频模式和高频模式，该低频模式和高频模式具有在本文中被称为fl和fh的共振频率。由路面104和轮胎102的相互作用产生的声音和振动中的一些或全部可以通过空中传递路径和结构路径行进到车辆乘客的耳朵的位置。

图2示出了车内噪声水平随频率变化的实例图形200。因为乘用车上的轮胎102通常落在小直径范围内(例如约16”)，所以这些共振频率接近225hz，且通常落在190hz与250hz之间。图形200中示出了由轮胎与路面的相互作用产生的噪声的实例，其是乘客舱中乘客耳朵位置处的声压水平(spl)的曲线图。

图3示出了轮胎102tcr频率随车速变化的实例图形300。如图300所示，轮胎102fh腔共振随着车速的增加非常轻微地向上移动，而fl随着车速的增加非常轻微地向下移动。值得注意的是(但未示出)，轮胎102腔共振频率很大程度上与充气压力无关，因此很大程度上与环境温度无关。该图形本质上是实例性的，并且应注意，并非所有车辆都表现出这种频率随速度变化而移动的精确行为。

消除来自轮胎102的tcr噪声的一种解决方案是通过rnc系统。rnc系统通常通过产生消除声波以破坏性地干涉不必要的可听见噪声来消除或减少不必要的噪声。消除声波的频率和振幅在很大程度上与噪声的频率和振幅相同，但是相位相对于噪声相差180度。在理想情况下，此方法可完全消除一个或多个收听位置处的不必要的噪声。当噪声和大致相同的幅值但反相的抗噪声减小某个位置的声压水平时，会产生破坏性干涉。通过使用在扬声器上播放的抗噪声来有针对性地减少不必要的噪声的声压水平的效果被称为有源噪声消除(anc)。在车辆中，不必要的噪声可以由发动机、轮胎102与路面104的相互作用和/或由车辆的其他部分的振动辐射的声音引起，并且因此随着速度、路况以及车辆的运行状态的变化而变化。

在典型的rnc系统中，结构传递的振动由诸如加速度传感器(被称为加速度计)的传感器监测。例如，用作输入振动传感器的加速度计可以遍布在车辆上以监测悬挂和其他轴组件的结构行为。rnc系统通常利用宽带前馈最小均方(lms)anc框架，以便通过自适应地过滤来自一个或多个振动传感器的信号以产生通过扬声器播放的抗噪声信号来产生抗噪声，从而消除道路噪声。振动传感器可以包括加速度传感器，诸如加速度计，或者可以是测力计、测力传感器、应变仪、地震检波器、线性可变差动变压器等。例如，加速度计是其输出电压与加速度成比例的装置。单轴和多轴加速度计是可用的。

实例rnc系统除部署在乘客舱中的四个传声器误差传感器之外，可以与需要大量每秒百万指令计算(mips)能力的lmsanc系统结合使用在各个振动悬挂部件上遍布车辆的六个双轴加速度计。通常使用安装在车辆悬挂和底盘上的加速度计消除的190-250hz轮胎腔音调在乘客耳朵的位置处为5db至10db的量级。

如上所述，eoc技术使用诸如代表发动机速度的rpm信号的非声学信号作为参考，来产生与车辆内部可听见的发动机噪声相反的声波。常见的eoc系统利用窄带前馈anc框架以通过使用rpm信号来产生抗噪声，以引导产生频率与待消除的发动机阶次完全相同的发动机阶次，并自适应地过滤它以产生抗噪声信号。在经由次要路径从抗噪声源发送到收听位置之后，抗噪声理想地具有相同的振幅，但是反相，因为组合的声音由发动机和排气管产生并且通过从发动机延伸到收听位置并且从排气管出口延伸到收听位置的主要路径滤波。因此，在误差传声器留在车舱中的某处，即，最有可能处于或接近收听位置，发动机阶次噪声和抗噪声的叠加将理想地变为零，使得由误差传声器接收的声学误差信号仅记录除由发动机和排气产生(理想地被消除)一个或多个发动机阶次之外的声音。

通常，非声学传感器(例如，rpm传感器)被用作参考。rpm传感器可以例如是被放置成与旋转钢盘相邻的霍尔效应传感器。可以采用其他检测原理，诸如光学传感器或电感传感器。来自rpm传感器的信号可以被用作引导信号，以产生对应于每个发动机阶次的任意数量的参考发动机阶次信号。参考发动机阶次形成由形成eoc系统的一个或多个窄带自适应前馈lms块产生的噪声消除信号的基础。

因为大多数eoc系统由来自rpm传感器的数据引导，所以大多数eoc系统不需要加速度计或在发动机位置处的发动机阶次声音的直接声学测量结果。由于eoc系统仅需要输入rpm信号、一个或多个舱内传声器和lmsanc系统，因此eoc系统需要比rnc系统少的mips。另外，与rnc系统相比，eoc系统不需要任何加速度计。eoc系统对低频发动机阶次的典型消除深度远优于rnc系统。eoc系统消除～20db量级的低频发动机阶次，同时可实现10db的较高频阶次。

rnc系统通常被设计用于消除宽带信号，而eoc系统被设计并优化以消除窄带信号，诸如单独的正弦音调。tcr噪声更准确地被描述为后者，例如，作为单音调或双音调的组合。因此，可以利用修改的eoc算法来消除由于tcr引起的声音。该系统可以利用额外的或替代的一个或多个rpm信号(诸如任何轮胎的轴的信号)以及车轮rpm-一个或多个tcr频率的查找表。

图4示出了实例tcr噪声控制系统400。该系统包括rpm传感器401，该传感器提供表示驱动轴或与轮胎连接的车辆的轴的旋转方波信号。由于一个或多个tcr频率与轮胎速度直接或间接成比例，因此rpm信号代表轮胎产生的频率。rpm传感器401与rpm-一个或多个频率405的查找表结合使用。频率被提供给向扬声器409提供滤波信号408的anc滤波器407(在lms系统中通常被称为w滤波器)。滤波信号408由(一个或多个)扬声器409广播到收听位置(未示出)，从而在收听位置处产生抗噪声，即，与在收听位置出现的一个或多个tcr频率的振幅相同但反相的声音，从而减少或理想地完全消除在收听位置处的不必要的噪声。anc滤波器407可以具有固定的或自适应的传递函数，并且可以由反馈系统或前馈系统或它们的组合进行调整。此外，可以采用一个或多个误差传声器410，这些误差传声器拾取在收听位置处或附近的残余噪声，并提供代表用于优化anc滤波器407的残余噪声的误差信号411。虽然该图显示了具有单个rpm传感器、单个tcr频率、单个传声器、单个anc滤波器和单个扬声器的系统，但是eoc系统通常将包括一个或多个这些组件中的多个。对于本领域技术人员而言，这些略微较复杂的系统的实施方式是简单明了的。

图5示出了具有自适应lms算法的单通道前馈tcr噪声消除系统。根据传递特性p(z)，源自路面和车轮502的相互作用的道路噪声经由主要路径被机械地和/或声学地传递到误差传声器505。tcr噪声消除系统包括安装到车辆504的轴515上的rpm传感器514。或者，该rpm传感器514可以安装在其他旋转轴上，这些旋转轴的旋转速率表示一个或多个轮胎的旋转速率。轮胎的旋转速度与车舱内可听见的tcr噪声相关，因为轮胎腔共振的一个或多个频率以确定的方式随着由rpm传感器514检测到的轮胎rpm的变化而变化。rpm信号x1(n)可以是具有轮胎旋转频率的方波信号，但是可能必须稍微调整该信号，因为通常每转60个脉冲中的2个会丢失。rpm信号x1(n)与rpm-一个或多个频率的查找表516结合使用，以提供轮胎腔噪声的估计频率。参考图6描述查找表516的其他方面。

表示存在于车辆504的车舱中的声音(包括噪声和tcr噪声)的误差信号e(n)由误差传声器505检测，该误差传声器505可以布置在座椅(例如，司机的座椅)的头枕506中的舱内。该传声器的替代位置包括车辆的车顶内衬、座椅靠背的顶部或者可以大体靠近乘客耳朵的其他舱内位置。虽然图5中示出了一个传声器，但是通常用于eoc或rnc的系统包括多个误差传声器。可控滤波器508的传递特性w(z)由自适应滤波器控制器509控制，该自适应滤波器控制器可以是根据误差信号e(n)和由滤波器510利用传递特征s'(z)过滤的信号x2(n)采用的基于lms的算法。s'(z)是s(z)的测量结果，并且s(z)表示扬声器511与传声器505之间的传递函数，即，次要路径的传递函数。通过由可控滤波器508和滤波器控制器509基于识别的传递特性w(z)和信号x2(n)形成的自适应滤波器产生抗噪声信号y(n)，该抗噪声信号在已行进通过次要路径之后理想地具有与车舱内在误差传声器505附近可听见的tcr噪声反相的波形。抗噪声信号y(n)通过扬声器511播放，并且在其行进通过次要路径之后，产生具有与在误差传声器505附近可听见的tcr噪声在相位上基本上相反且在幅值上相似的波形的声音。抗噪声与车舱内可听见的噪声的叠加从而减少了车舱内传声器505附近的tcr噪声。

图5中示出的实例性系统采用直接单通道前馈lms控制系统507，但是也可应用其他控制结构，例如,具有多个附加通道、多个附加传声器512和多个附加扬声器513的多通道结构。例如，总共可以采用l个扬声器和m个传声器。然后，进入滤波器控制器509的传声器输入通道的数量是m，来自滤波器508的输出通道的数量是l，并且滤波器510与滤波器控制器509之间的通道的数量是l·m。另外，多个rpm参考传感器514可以被输入到rpm-一个或多个频率的查找表516，从而可能产生更多的w(z)滤波器以及更复杂的信号x2(n)。

图6示出了实例tcr消除调谐表600。实例表600列出了对于给定rpm的每个tcr的频率。在所示的实例中，针对低频和高频轮胎腔共振，给出了两个频率。这些低频和高频对应于负载轮胎的低频和高频模式fl和fh。尽管未示出，但在另一实例中，可以使用低频与高频模式之间的单个中心频率。lms算法将rpm作为输入，并基于该查找表600为每个阶次产生正弦波。然后，lms算法通过应用w滤波器508自适应地调整每个正弦波的振幅和相位，以在传声器误差传感器的位置处实现最小误差压力。表600的相关rpm是轮胎102的轴的轴旋转rpm。应注意，虽然共振频率随速度变化的移动很小，但使用查找表有助于允许eoc算法更有效地消除这些音调。还应注意，对于实例轮胎102，转换因子已将km/h转换为rpm。例如，表600可以与转换因子一起使用，即195/65r15轮胎的周长是78.4英寸，并且每公里有39370.1英寸。

图7示出了单个tcr频率噪声消除系统700的实例的示意图。在tcr噪声消除系统700中，rpm传感器701用于提供指示轮胎102或轴的旋转速度的信号。通过将旋转速度映射到tcr频率的查找表702来处理该信号。频率生成器703根据通过查找表702识别的tcr的估计频率在频率f合成正弦波。在705处指示的传递特性s'(z)表示扬声器707与传声器708之间的次要路径的传递函数。在可控滤波器的704处示出的传递特性w(z)由基于lms的算法706控制，该算法基于从误差传声器708接收的误差信号e(n)和在705处由传递特性s'(z)滤波的频率信号进行调整。

图8示出了双tcr频率噪声消除系统800的实例示意图。类似于系统700，在tcr噪声消除系统800中，rpm传感器801用于提供指示轮胎102或轴的旋转速度的信号。然而，代替用于提供单个共振频率，在系统800中，该信号经由查找表802进行处理以提供轮胎噪声的估计的低频和高频共振。这些低频和高频对应于负载轮胎的低频和高频模式fl和fh。

第一频率生成器803根据通过查找表802识别的轮胎噪声的估计的低频合成共振频率fl，而第二频率生成器803'根据通过查找表802识别的轮胎噪声的估计的高频合成共振频率fh。在805和805'处指示的传递特性s'(z)各自表示扬声器807与传声器808之间的次要路径的传递函数。在可控滤波器的804处示出的传递特性w(z)由基于lms的算法806控制，该算法基于从误差传声器808接收的误差信号e(n)和在805处由805的传递特性s'(z)滤波的频率信号采用共振频率fl的处理。在804'处示出的第二传递特性w(z)由基于lms的算法806'控制，该算法基于从误差传声器808接收的误差信号e(n)和在805'处由805'的传递特性s'(z)滤波的频率信号采用共振频率fh的处理。传递特性w(z)804和传递特性w(z)804'的输出在加法器809处组合。通过扬声器807播放加法器809的组合输出，以产生具有与在传声器808附近可听见的tcr噪声基本上反相并且幅值相似的波形的声音。

图9示出了双tcr频率和宽带rnc噪声消除系统900的实例示意图。类似于系统800，噪声消除系统900利用与上述元件801-809的操作一致的元件901-909。另外，系统900还包括加速度传感器910。宽带前馈anc框架利用加速度传感器910输出的感测信号通过对来自加速度传感器910的信号进行自适应滤波以产生抗噪声来产生抗噪声。在912处指示的传递特性s'(z)还表示扬声器907与传声器908之间的次要路径的传递函数。在可控滤波器的911处示出的传递特性w(z)由基于lms的算法913控制，以基于从误差传声器708接收的误差信号e(n)且基于在912处由传递特性s'(z)滤波的加速度信号进行调整。通过将宽带道路噪声消除与轮胎共振频率的窄带消除相结合，可以提高tcr噪声的消除深度，超过使用传统宽带rnc系统能够实现的消除深度。应注意，在典型的rnc系统中，通常使用多个加速度传感器910，并且它们的信号以本领域技术人员已知的方式进行组合。类似地，典型的rnc系统采用多个误差传声器908和多个扬声器907。

图10示出了通过使用tcr消除实现的轮胎腔噪声消除深度的实例图形1000。如所示，tcr噪声消除开启(或接通)的迹线在轮胎噪声区域(例如，从大约190hz至250hz)中实现了6-10db的噪声消除。

图11示出了如可由上文示出的系统之一执行的实例tcr和道路噪声控制方法1100。在操作1101，系统推断车辆的轮胎的旋转速度。在操作1102，系统使用频率生成器根据轮胎的旋转速度合成轮胎的tcr的频率以产生一个或多个感测信号。在操作1103，系统例如根据lms算法对一个或多个感测信号执行自适应滤波，以从一个或多个感测信号产生求和的抗噪声信号。在操作1104，系统例如通过扬声器将从有源噪声控制滤波得到的抗噪声信号转换为抗噪声，该抗噪声被辐射到车辆内部的收听位置。在操作1104，抗噪声信号被配置为使得抗噪声减少可能在收听位置附近的误差传声器处的tcr噪声。在1105，系统例如通过传声器拾取在收听位置处或靠近收听位置处的误差信号。在操作1106，系统利用一个或多个滤波器对一个或多个感测信号进行滤波，这些滤波器对用于控制自适应anc滤波的lms算法的扬声器与传声器之间的路径进行建模。

实例系统和方法的变型是可行的。在一个实例中，查找表600可以随时间动态调整以提高每个车轮rpm处的频率估计的准确度。该动态调整可以是该表的完全替换，或者可以是该表中的一个或多个值的细化。这种适应可以发生一次，或者可以更频繁。如果在车辆制造日期之后在车辆上替换不同的轮胎/车轮尺寸，这可以改善系统的理想消除。在实例中，动态调整可以使用传声器来执行，并且搜索在大约180hz与260hz之间的任何相对高q的峰值的中心频率。在另一种可行性中，查找表600中的频率生成器和频率数据可以由一个或多个实际传感器(例如包括跟踪滤波器)代替，这些实际传感器的滤波的输出信号产生包含一个或两个tcr频率fl和fh的一个或多个信号。传感器可以是如前所述的加速计、传声器或其他振动传感器。

不使用rpm传感器的替代实施方案可以简单地在传感器输出上包括一个或多个跟踪滤波器以找到180hz与250hz之间的一个或多个tcr峰值。将滤波器应用于信号以确定最高振幅峰值的其他方法和技术是可行的。tcr是在该频率区域中具有最高振幅的一个峰值或两个峰值。该传感器可以是安装在轮毂、控制臂、底盘、车辆内部等上的加速度计。该传感器可以是能够安装在轮胎附近的传声器，例如安装在轮舱中。或者，如果唯一的目标是确定一个或多个tcr频率，则传声器可以安装在乘客舱中的几乎任何位置。优选的位置包括(但不限于)乘客头部上方的车顶内衬、座椅靠背、头枕等中。可以从该传感器数据提取tcr频率，并且可以可选地构建相对于车速的查找表。另外，可以使用来自前述滤波的传感器输出技术的数据来细化现有的rpm或速度-一个或多个tcr频率的查找表中的数据。在任一种情况下，来自该查找表的频率数据可以以其他实施方案中概述的方式由频率生成器使用。或者，一个或多个滤波的信号可以以上述方式被直接用作一个或多个感测信号。

替代的实施方案可以解决tcr具有略低q共振的问题。在这种情况下，滤波的信号在频率上不具有足够的带宽来消除tcr的整个频率范围。在这种情况下，在刚好高于和/或刚好低于tcr频率的频率处合成感测信号可能是有益的。一个或多个有源噪声控制滤波器将从这些一个或多个感测信号产生一个或多个抗噪声信号，并且扬声器将它们转换为抗噪声以减少由于在收听位置处的轮胎腔共振引起的噪声。该方法可以利用fh和fl中的任一个或两个进行以减少收听位置处由于tcr而产生的噪声。

确定车轮rpm的其他方法也是可行的。这包括驱动轴rpm和适当齿轮比的知识。推断车轮rpm的替代方法是知道车轮尺寸和从控制器局域网(can)消息或gps数据等导出的车辆速度。可以构建车轮直径-rpm-tcr频率-速度的查找表。然后，使用诸如机器视觉的传感器或can总线上可用的数据，系统可以利用来自这些替代传感器的任何一个或一些的输入来检索适当的频率数据。

本文中描述的计算装置总体包括计算机可执行指令，其中指令可以由诸如上面列出的那些计算装置的一个或多个计算装置执行。可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释计算机可执行指令，这些编程语言和/或技术单独或组合地包括(但不限于)java^tm、c、c++、c#、visualbasic、javascript、python、javascript、perl、pl/sql等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本文中描述的一个或多个过程。可以使用多种计算机可读介质来存储和传输这些指令和其他数据。

关于本文所述的过程、系统、方法、启发法等，应理解，虽然这些过程的步骤等已被描述为按照特定的顺序发生，但是可以在按照除本文所述顺序外的顺序执行所述步骤的情况下实践这些过程。还应理解，某些步骤可以同时执行，可以添加其他步骤，或可以省略本文所描述的某些步骤。换句话说，本文对过程的描述是出于说明某些实施方案的目的而提供的，并且绝不应当被解释为限制权利要求。

因此，应理解，上文描述意图是说明性的而非限制性的。在阅读以上描述之后，除了所提供的实例之外的许多实施方案和应用对于本领域技术人员而言将是显而易见的。不应当参考以上描述来确定范围，而是应当参考所附权利要求以及这些权利要求享有权利的等效物的整个范围来确定范围。可以预见并预期的是，本文所论述的技术中将出现未来的发展，并且所公开的系统和方法将被合并到这些未来的实施方案中。总之，应当理解，该应用能够进行修改和变化。

除非在本文中做出明确的相反指示，权利要求中使用的所有术语旨在给出其最广泛的合理解释以及如本文所述技术中的技术人员所理解的它们的普通含义。具体地，除非权利要求叙述相反的明确限制，使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应当被解读为叙述所指示的元件中的一个或多个。"

提供本公开的摘要以允许读者快速确定技术公开的本质。应理解，所提交的摘要将不会被用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上具体实施方式中可以看出，出于使本公开行文流畅的目的，各种特征在各种实施方案中组合在一起。本公开的这种方法不应当被解释为反映以下意图：所要求保护的实施方案要求比每项权利要求中明确叙述的特征多的特征。相反，如随附权利要求所反映的，发明主题在于比单个公开的实施方案的所有特征少的特征。因此，以下权利要求在此被并入到具体实施方式中，每个权利要求自身作为单独要求保护的主题。

虽然上文描述了实例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述本发明的所有可能形式。相反，本说明书中所使用的词语为描述性而非限制性词语，并且应理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外，可以组合各种实施的实施方案的特征以形成本发明的另外实施方案。