[发明专利]一种路噪主动控制方法

说明书

本发明涉及一种路噪主动控制方法，用于在汽车的乘员舱内实现路噪主动消除，路噪主动控制方法为：在汽车内的实测点采集实测点声信号，在汽车内获取参考信号，获取汽车内设置的扬声器的激励信号，将实测点声信号和扬声器的激励信号送入虚拟多点映射估计环节而获得虚拟点声信号，其中，扬声器的激励信号由参考信号和虚拟点声信号送入时频双线程自适应滤波环节而获得。本发明通过时频双线程的自适应滤波的方式降低了算法的算力消耗，保证了算法能够在成本较低的芯片上有效搭载；通过虚拟多点映射估计的方式解决了路噪控制中传声器与乘客的干涉问题，保证了算法能够产业化实施。

技术领域

本发明属于噪声的主动控制领域，特别涉及一种能够在汽车乘员舱内实现路噪主动消除的控制方法。

背景技术

在轻量化和电动化的大趋势下，各大主机厂对路噪的治理皆“少策难为”，在均衡成本、重量、性能和开发周期之后，主被动结合的路噪开发逐步成为主流的解决方案。

主动噪声控制技术(Active Noise Control，简称：ANC)最先在1933年由德国物理学家Paul提出，之后受现代控制理论和电子技术水平的限制陷入了发展的空白期。1980年代之后，大规模集成电路和数字信号处理技术的飞速发展使得实现主动噪声控制得到了空前的发展。

在算法研究方面，ANC的目标函数有多种，包括离散采样声压平方和、声场声能量密度。与之对应的迭代算法也有多种，包括牛顿迭代法、最速下降法。广泛使用FxLMS(Filtered-x Least Mean Square)算法通过对参考信号滤波的方式引入次级通道的影响，以误差点声压的最小均方误差为目标函数，并采用最速下降法进行迭代求解。为了获得更快的收敛速度和更低的运算消耗，有学者在频域实现主动噪声控制算法，取得了很好的算法效果。

在技术应用方面，南安普顿大学的Elliott等最早将ANC应用于车内发动机噪声控制，日本日产公司最早将ANC系统应用于量产车上，当前多款车型都搭载了发动机噪声的ANC系统，包括讴歌、英菲尼迪、林肯和凯迪拉克的全系车型。韩国科学技术院、英国南安普顿大学、日本本田公司等都尝试引入ANC进行路噪的主动控制，取得了一定的进展。目前尚无量产车型搭载路噪ANC系统。

为了解决传声器和听音者的位置干涉问题，虚拟传感技术被融合在了主动噪声控制之中。常用的虚拟传声器算法有虚拟传声器布置法、远程传声器法、前向差分预测法、自适应LMS虚拟传声器法、卡尔曼滤波虚拟传感法和随机优纯音扩散声场法。在保证控制效果的前提下，这些方法都一定程度地解决了位置干涉问题。

经过多年的发展，在ANC领域已有丰硕的研究成果，而汽车路噪的主动控制又给ANC提出了新的挑战。一方面，四个车轮和不规则路面的相互作用产生路噪，这种多相干声源和不确定随机激励对算法的鲁棒性要求更加严苛，也给虚拟传感的映射方法提出了更高的要求；另一方面，产业化的应用场景要求ANC系统极度简洁和ANC算法的十分高效，这对算法的效率设计和系统的优化提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低算力消耗、保证控制效果的路噪主动控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种路噪主动控制方法，用于在汽车的乘员舱内实现路噪主动消除，所述路噪主动控制方法为：在所述汽车内的实测点采集实测点声信号e_p(n)，在所述汽车内获取参考信号x(n)，获取所述汽车内设置的扬声器的激励信号y(n)，将所述实测点声信号e_p(n)和所述扬声器的激励信号y(n)送入虚拟多点映射估计环节而获得虚拟点声信号其中，所述扬声器的激励信号y(n)由所述参考信号x(n)和所述虚拟点声信号送入时频双线程自适应滤波环节而获得。

所述实测点声信号e_p(n)包括所述汽车内设置的扬声器发出的次级控制声信号y′_p(n)和初级噪声信号d_p(n)。