本发明涉及声学,尤其涉及一种用于汽车的发动机噪声的主动控制方法及其装置。
背景技术:
1、在汽车行驶过程中,发动机会产生噪音,此时,就需要消除该噪音,其中的一种消音方式是:在车厢中,设置有多个麦克风,每个麦克风用于对噪声进行录音,扬声器用于播放声音,该声音与噪音进行相互抵消。因此,如何控制扬声器产生与发动机的噪音相抵消的声音,就成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于汽车的发动机噪声的主动控制方法及其装置。
2、为了实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供了一种用于汽车的发动机噪声的主动控制方法,在汽车车厢中设置有m个处于不同位置的扬声器,以及n个处于不同位置的麦克风,其中,m和n均为自然数,且m≥2,n≥2;包括以下步骤:基于每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,生成全频段总体频域的最大响应函数;基于最大相应函数,生成各次级通道传递函数增益函数;基于根据发动机参考转速,生成噪音时域参考信号;生成所有m个扬声器一一对应的m音频信号,并控制每个扬声器基于对应的音频信号发声。
3、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述基于每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,生成全频段总体频域的最大响应函数具体包括:获取每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,其中,为扬声器到麦克风的次级通道时域传递函数,p和q均为自然数,1≤p≤m,1≤q≤n,z为时间;将m*n个次级通道传递函数进行频域转换处理,得到,其中,为扬声器到麦克风的次级通道频域传递函数,f为频率;麦克风所一一对应的整体频域响应为,其中,,全频段总体频域的最大响应函数。
4、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述基于最大相应函数,生成各次级通道传递函数增益函数具体包括:麦克风的通道在频率f下的频域响应增益系数,其中,。
5、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述基于根据发动机参考转速,生成噪音时域参考信号具体包括:获取发动机的参考转速r(k),生成发动机噪音控制频率,其中,k为序列迭代变量,r(k)单位为转/分,order为发动机的转速阶次;生成噪音时域参考信号,其中,t(k)代表时间变量。
6、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述生成所有m个扬声器一一对应的m音频信号,并控制每个扬声器基于对应的音频信号发声具体包括:对扬声器均进行以下处理:基于随机梯度下降算法更新此次待处理的扬声器的滤波器系数,,其中,代表扬声器在时刻k时的滤波器系数,μ为滤波器误差信号梯度更新步长,麦克风的通道的传递函数频域增益系数,麦克风的误差信号;得到扬声器在时刻k+1输出的音频信号;之后,在时刻k+1,控制每个扬声器基于对应的音频信号发声。
7、本发明实施例还提供了一种用于汽车的发动机噪声的主动控制装置,在汽车车厢中设置有m个处于不同位置的扬声器,以及n个处于不同位置的麦克风,其中,m和n均为自然数,且m≥2,n≥2;包括以下模块:最大响应函数生成模块,用于基于每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,生成全频段总体频域的最大响应函数;增益函数生成模块,用于基于最大相应函数,生成各次级通道传递函数增益函数;时域参考信号生成模块,用于基于根据发动机参考转速,生成噪音时域参考信号;发生模块,用于生成所有m个扬声器一一对应的m音频信号,并控制每个扬声器基于对应的音频信号发声。
8、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述最大响应函数生成模块还用于:获取每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,其中,为扬声器到麦克风的次级通道时域传递函数,p和q均为自然数,1≤p≤m,1≤q≤n,z为时间;将m*n个次级通道传递函数进行频域转换处理,得到,其中,为扬声器到麦克风的次级通道频域传递函数,f为频率;麦克风所一一对应的整体频域响应为,其中,,全频段总体频域的最大响应函数。
9、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述增益函数生成模块还用于:麦克风的通道在频率f下的频域响应增益系数,其中,。
10、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述时域参考信号生成模块还用于:获取发动机的参考转速r(k),生成发动机噪音控制频率,其中,k为序列迭代变量,r(k)单位为转/分,order为发动机的转速阶次;生成噪音时域参考信号,其中,t(k)代表时间变量。
11、作为本发明一实施方式的进一步改进,所述发生模块还用于:对扬声器均进行以下处理:基于随机梯度下降算法更新此次待处理的扬声器的滤波器系数,,其中,代表扬声器在时刻k时的滤波器系数,μ为滤波器误差信号梯度更新步长,麦克风的通道的传递函数频域增益系数,麦克风的误差信号;得到扬声器在时刻k+1输出的音频信号;之后,在时刻k+1,控制每个扬声器基于对应的音频信号发声。
12、相对于现有技术,本发明的技术效果在于:本发明实施例提供了一种用于汽车的发动机噪声的主动控制方法及其装置,该主动控制方法包括以下步骤:基于每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,生成全频段总体频域的最大响应函数;基于最大相应函数,生成各次级通道传递函数增益函数;基于根据发动机参考转速,生成噪音时域参考信号;生成所有m个扬声器一一对应的m音频信号,并控制每个扬声器基于对应的音频信号发声。从而能够控制扬声器产生与发动机的噪音相抵消的声音。
1.一种用于汽车的发动机噪声的主动控制方法,在汽车车厢中设置有m个处于不同位置的扬声器,以及n个处于不同位置的麦克风,其中,m和n均为自然数,且m≥2,n≥2;其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的主动控制方法,其特征在于,所述基于每个扬声器到每个控制点之间的m*n个次级通道传递函数,生成全频段总体频域的最大响应函数具体包括:
3.根据权利要求1所述的主动控制方法,其特征在于,所述基于最大相应函数,生成各次级通道传递函数增益函数具体包括:
4.根据权利要求1所述的主动控制方法,其特征在于,所述基于根据发动机参考转速,生成噪音时域参考信号具体包括:
5.根据权利要求1所述的主动控制方法,其特征在于,所述生成所有m个扬声器一一对应的m音频信号,并控制每个扬声器基于对应的音频信号发声具体包括:
6.一种用于汽车的发动机噪声的主动控制装置,在汽车车厢中设置有m个处于不同位置的扬声器,以及n个处于不同位置的麦克风,其中,m和n均为自然数,且m≥2,n≥2;其特征在于,包括以下模块:
7.根据权利要求6所述的主动控制装置,其特征在于,所述最大响应函数生成模块还用于:
8.根据权利要求6所述的主动控制装置,其特征在于,所述增益函数生成模块还用于:
9.根据权利要求6所述的主动控制装置,其特征在于,所述时域参考信号生成模块还用于:
10.根据权利要求6所述的主动控制装置,其特征在于,所述发生模块还用于: