汽车音响性能的测试方法
【专利摘要】本发明涉及汽车电子技术，特别涉及汽车音响性能的客观测试方法。按照本发明的方法包括下列步骤：将人工头安装在汽车内部的设定位置，所述人工头上设置有模拟成人双耳构造的部件，其内部安装用于采集声音信号的内嵌式麦克风；关闭所述播放器的音响设置以使其保持直通状态；使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号，并且使所述扬声器处于指定的激励状态；利用所述麦克风记录声音信号并输出至外部分析设备。
【专利说明】汽车音响性能的测试方法【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车电子技术，特别涉及汽车音响性能的客观测试方法。
【背景技术】
[0002]汽车音响通常包括播放器(例如⑶播放机或DVD导航机)和扬声器。目前，对于车载音响性能的调校和评估，一般基于主观和客观等方式。有些厂商主要依靠主观听音的方法进行整车音响的调校和评估，此种方法的缺陷在于:主观评估往往带有主观色彩，容易造成声音取向的定式，并不能完全代表了各个年龄阶层或者各个消费群体的声音偏好；此外，主观评估与评估者的心理因素、评估的外部环境因素都密切相关，使得评估结果容易受心理和环境因素的干扰，从而影响评估的真实性和准确性。
[0003]有鉴于此，需要一种不依赖于测试人员主观感受的车载音响性能的评估方法，而要做到这一点，提供客观的测试结果是必不可少的环节。
【发明内容】
[0004]考虑到上述情况，本发明旨在提供一种用于汽车音响性能的测试方法，其具有出色的可重复性和可比较性。
[0005]本发明的上述目的可以利用下列技术方案实现:
一种汽车音响性能的测试方法，所述汽车音响包括播放器和至少一个扬声器，所述方法包括下列步骤:
将人工头安装在汽车内部的设定位置，所述人工头上设置有模拟成人双耳构造的部件，其内部安装用于采集声音信号的内嵌式麦克风；
关闭所述播放器的音响设置以使其保持直通状态；
使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号，并且使所述扬声器处于指定的激励状态；
利用所述麦克风记录声音信号并输出至外部分析设备。
[0006]优选地，按照本发明的一个实施例，其中，所述设定位置包括主驾驶座位、副驾驶座位和后排座位。对于多个位置的声音信号的测量能够更为全面地反映汽车音响的性能。
[0007]优选地，按照本发明的一个实施例，利用下列参数来表征所述设定位置:
对于主驾驶座位和副驾驶座位，所述参数为前排人工头双耳连线中心到顶棚的距离、前排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离、前排人工头双耳连线中心到汽车方向盘中心的距离和前排座椅前端到脚踏板的距离，对于后排座位，所述参数为后排人工头双耳连线中心到顶棚的距离和后排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离。
[0008]上述参数能够准确地定义设定的位置，提高了测试结果的可重复性和可比较性。
[0009]优选地，按照本发明的一个实施例，按照下列方式确定所述设定位置:
在直角坐标系内绘制四 边形，该四边形的顶点的坐标分别为(a/t，0)、(b/t，0)、(O, c/t)和(0，d/t)，这里参数a为前排人工头双耳连线中心到顶棚的距离，b为前排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离，C为前排人工头双耳连线中心到汽车方向盘中心的距离，d为前排座椅前端到脚踏板的距离，t为通过实验确定的归一化参数；
按照下式计算特征值T:.r= φι >ih
这里，il和i2为该四边形的对角线的交点的坐标；
判断特征值T是否在预设的数值附近，如果不在附近，则调整所述参数。
[0010]更好地，该预设的数值为0.618。
[0011]优选地，按照本发明的一个实施例，，所述扬声器的数量为两个，分别位于汽车内部的左侧和右侧，所述指定的激励状态为下列中的至少一种:两个扬声器同时被激励和其中一个扬声器被单独激励。
[0012]优选地，按照本发明的一个实施例，所述设定的音量使得播放的所述粉红噪声音信号在汽车内部测得的声压级大于或等于80dB。更好地，在使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号时，背景噪声音信号比所述粉红噪声音信号的声压级低IOdB以上。更进一步，所述背景噪声音信号的声压级为当所述播放器播放空白信号时在汽车内部测得的声压级。
[0013]适当的音量范围和噪声水平能够保证测量结果的准确性。
[0014]优选地，按照本发明的一个实施例，所述外部分析设备为音频分析仪，并且所述人工头记录的信号以频率响应曲线的形式显示并保存。
[0015]优选地，按照本发明的一个实施例，所述播放器为⑶播放机或DVD导航机。
[0016]优选地，按照本发明的一个实施例，使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号之前，还包括测试所述扬声器的极性和所述播放器播放左右单声道信号的正确性。
[0017]从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为汽车音响性能测试设备的示意图，其可被应用于按照本发明的汽车音响性能的测试方法。
[0019]图2为在汽车内部设置声音信号采集装置时所用定位参数的示意图。
[0020]图3为按照本发明一个实施例的声音信号采集装置的位置参数优化方法的流程图。
[0021]图4为按照本发明一个实施例的汽车音响性能的测试方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面将根据表示本发明实施方式的附图具体说明本发明。
[0023]在汽车音响性能的实际测试应用中，需要考虑下列几个方面的因素:测试环境、测试设备的类型、声音信号采集装置在汽车内部的设置位置、测试信号的类型、测试项目的类型、测试的步骤以及测试结果的输出形式等。以下对此作进一步的描述。
[0024]在本发明的一个实施例中，为了与汽车实际工作环境相匹配，测试环境的温度被设定在5 °C?35 °C之间，相对湿度被设定在25 %?75 %之间，标准气压被设定在86 kPa?106 kPa之间，并且在测试期间允许的环境温度变化值保持在±2°C之内。此外，环境噪声被控制在至少低于被测信号声压级的10 dB。
[0025]图1为汽车音响性能测试设备的示意图，其可被应用于按照本发明的汽车音响性能的测试方法。
[0026]如图1所示，该测试设备10包括声音信号采集装置110、功率放大器(未画出)、信号处理装置120以及计算机130。
[0027]声音信号采集装置110通常为麦克风，为了模拟真实的应用场景，在本发明的一个实施例中，麦克风被安装在包含人工头和躯干的人体模型上。具体而言，人工头上设置有模拟成人双耳构造的部件，每个耳朵的内部分别安装一个内嵌式的麦克风以采集汽车音响发出的声音信号。功率放大器被用于麦克风的前置放大，优选地，其被集成在声音信号采集装置110中。
[0028]信号处理装置120与功率放大器相连，其接收放大信号并且提取信号的时域和/或频域特征。优选地，信号处理装置120可以是具有时域和频域分析功能的音频分析仪。此夕卜，信号处理装置120与功率放大器这里虽然通过有线方式连接，但是双方也可以采用无线方式建立通信。
[0029]计算机130 (例如便携式笔记本)与信号处理装置120相连，借助于运行其上的音频分析软件，用户可以查看、比较和分析测试结果。此外，计算机130还将信号处理装置120输出的测试结果保存在存储器中。
[0030]可选地，测试设备10还可以包括手持式音频分析仪(未画出)，用于下面将要作进一步描述的扬声器的相位检测以及声压级测试功能等。
[0031]为了保证测试的可重复性和可比较性，每次测试时应使声音信号采集装置110放置在固定的位置。如上所述，诸如麦克风之类的声音信号采集装置被安装在人工头上模拟人耳构造的部件内，因此可以通过确定人工头的位置来定位声音信号采集装置。此外，当汽车音响工作时，物体(例如人体和座椅等)的形状和位置将对声场在汽车内部空间中的分布状态产生影响，因此为了保证测试的可重复性和可比较性，还应考虑使人体模型的坐姿保持一致性。
[0032]基于上述考虑，在本发明的实施例中，利用下列一组优化的参数来表征放置声音信号采集装置的位置和人体模型的坐姿。优化后的该组参数在能够准确、方便地定位人工头位置的同时，还使得参数的数量得以尽可能地精简。图2为该组定位参数的示意图，图中所示的各个位置参数的定义如下:
a:在前排座位上的人工头的双耳连线中心到顶棚的距离。由于座椅可以进行Z向高度调节，因此该参数可以用以限定座椅的高度；
b:在前排座位上的人工头的双耳连线中心到头枕前端的距离。由于座椅靠背和头枕可沿Y轴做轴向运动，所以选取Y轴法向距离以限定座椅靠背和头枕位置；
c:在前排座位上的人工头的双耳连线中心到汽车方向盘中心的距离。该参数与b参数、d参数共同限定了座椅靠背和头枕位置以及座椅的前后位置；
d:在前排座位上的座椅前端到脚踏板的距离。由于座椅可以进行X向的前后调节，因此该参数可用以限定座椅的前后位置；
e:在后排座位上的人工头的双耳连线中心到顶棚的距离；f:在后排座位上的人工头的双耳连线中心到头枕前端的距离。
[0033]虽然一般车辆后排座椅无法进行Z向高度调节，头枕无法进行Y轴调节，但是e参数和f参数可以作为测量点以定位人工头在后排的位置。
[0034]值得指出的是，上述参数a_d的组合可以同时描述声音信号采集装置的位置和人体模型的坐姿。例如，与后仰而坐相比，当人体模型前倾而坐时，参数a和b增大而参数c减小。又如，参数d可以反映人体模型的身高(参数d可以视为人体模型的腿长，一般情况下，人体的身高与腿长的比例在一定的范围内)。
[0035]这里的“前排”指的是主驾驶座位和副驾驶座位。
[0036]为了保证每次测试结果的可比较性，可以将上述参数以表格的形式记录下来，表1为这种表格的示意性的例子。
[0037]表1
【权利要求】
1.一种汽车音响性能的测试方法，所述汽车音响包括播放器和至少一个扬声器，其特征在于，所述方法包括下列步骤: 将人工头安装在汽车内部的设定位置，所述人工头上设置有模拟成人双耳构造的部件，其内部安装用于采集声音信号的内嵌式麦克风； 关闭所述播放器的音响设置以使其保持直通状态； 使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号，并且使所述扬声器处于指定的激励状态； 利用所述麦克风记录声音信号并输出至外部分析设备。
2.如权利要求1所述的汽车音响性能的测试方法，其中，所述设定位置包括主驾驶座位、副驾驶座位和后排座位。
3.如权利要求2所述的汽车音响性能的测试方法，其中，利用下列参数来表征所述设定位置: 对于主驾驶座位和副驾驶座位，所述参数为前排人工头双耳连线中心到顶棚的距离、前排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离、前排人工头双耳连线中心到汽车方向盘中心的距离和前排座椅前端到脚踏板的距离， 对于后排座位，所述参数为后排人工头双耳连线中心到顶棚的距离和后排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离。
4.如权利要求3所述的方法，按照下列方式确定所述设定位置: 在直角坐标系内绘制四边形，该四边形的顶点的坐标分别为(a/t，0)、(b/t，0)、(O, c/t)和(O，d/t)，这里参数a为前排人工头双耳连线中心到顶棚的距离，b为前排人工头双耳连线中心到头枕前端的距离，c为前排人工头双耳连线中心到汽车方向盘中心的距离，d为前排座椅前端到脚踏板的距离，t为通过实验确定的归一化参数； 按照下式计算特征值T:
5.如权利要求1所述的汽车音响性能的测试方法，其中，所述扬声器的数量为两个，分别位于汽车内部的左侧和右侧，所述指定的激励状态为下列中的至少一种:两个扬声器同时被激励和其中一个扬声器被单独激励。
6.如权利要求1所述的汽车音响性能的测试方法，其中，所述设定的音量使得播放的所述粉红噪声音信号在汽车内部测得的声压级大于或等于80dB。
7.如权利要求5所述的汽车音响性能的测试方法，其中，在使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号时，背景噪声音信号比所述粉红噪声音信号的声压级低IOdB以上。
8.如权利要求6所述的汽车音响性能的测试方法，其中，所述背景噪声音信号的声压级为当所述播放器播放空白信号时在汽车内部测得的声压级。
9.如权利要求1所述的汽车音响性能的测试方法，其中，所述外部分析设备为音频分析仪，并且所述人工头记录的信号以频率响应曲线的形式显示并保存。
10.如权利要求1所述的汽车音响性能的测试方法，其中，使所述播放器以设定的音量播放粉红噪声音信号之前，还包括测试所述扬声器的极性和所述播放器播放左右单声道信号的正确性。
【文档编号】H04R29/00GK103813255SQ201210437371
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2012年11月6日
【发明者】王赟 申请人:上海汽车集团股份有限公司