[发明专利]针对宽带噪声的车辆降噪方法及设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种针对宽带噪声的车辆降噪方法及设备、存储介质。该车辆路噪控制方法：对每个采样时刻采集车辆路噪的参考信号，采集需要降噪区域的每个采样时刻的残余噪声信号记为误差信号，若所述参考信号和所述误差信号的数据累计分别达N个，则执行频域计算步骤，将频域得到的滤波器参数更新到时域中；其中考虑了通道之间的耦合效应，对每一个频点，将滤波参考信号构造为如下的二维矩阵U(k)，生成频域的梯度向量；根据所述频域的梯度向量Ψ_j，l生成时域的梯度向量，更新频域的滤波器控制参数W_j，l，new。本发明能够针对车辆轮胎与路面摩擦带来的路噪进行主动降噪，具有较快的收敛速度，同时所需的计算资源较少，计算较为准确，降噪效果较好。

技术领域

本发明属于车载噪声控制领域，涉及车辆主动降噪领域，具体是一种针对宽带噪声的车辆降噪方法及设备、存储介质。

背景技术

随着现代工业的发展，噪声污染问题越来越多的引起人们的关注，高强度的噪声信号也影响了听音者的舒适度。由于声掩蔽的效应，需要增加音量才能得到更高的信噪比得到清晰的听音效果。这样带来的长时间持续的高声压将会给听力带来不可恢复的损伤。随着车辆智能化的提高，驾乘人员对车内声学环境的要求愈发严格。车内噪声会降低驾乘人员的舒适性，引起车内乘员的烦躁，疲劳；也会影响交流通话的清晰度，甚至影响驾驶对车外信号声的感知，增加交通隐患。汽车NVH(Noise，Vibration，Harshness)是车厂关心的重要问题。通过修改结构设计，增加阻尼材料或者使用减震弹簧等装置来降低噪声，统称为被动噪声控制；这种方法对中高频的噪声有比较好的降噪效果。但是这种方法对低频效果比较差，特别是路面和轮胎碰撞摩擦带来的路噪，往往集中在低频。此外，被动噪声控制需要较长的调教时间，而且难以控制成本。主动降噪的方案利用车载音频系统，筹建噪声信号的反信号，形成次级声波，抵消目标区域内的噪声，降低噪声污染，提高主观听音舒适度，但是几乎不会给汽车增加额外的配重，有助于降低尾气排放，是一种绿色的节能的解决方案。

FxLMS(Filtered-x Least Mean Square)算法是主动噪声控制中常用的算法，因为其计算资源的消耗较小，算法鲁棒性较好，所以应用比较广泛。但是FxLMS算法存在收敛较慢的问题，但是FxLMS算法存在收敛较慢的问题，可以引入归一化的因子，也叫做NFxLMS(Normalized Filtered-x Least Mean Square)算法或者叫FxNLMS。虽然也有专利(例如US10789932B2)提及到归一化的FxLMS算法，当时算法的有关归一化的计算，仅仅对每个参考信号自身的能量进行了估计，没有考虑到次级通道传递函数的影响。此外，NFxLMS算法往往是单通道(SISO，Single Input Single Output)的算法。针对路噪的控制需要多通道的算法(MIMO，Multiple Inputs Multiple Outputs)，然而”A Diffusion Strategy for theMultichannel Active Noise Control System in Distributed Network》”，Ju-manSong，2016以及”Multichannel Feedforward Active Noise Control System withOptimal Reference Microphone Selector Based on Time Difference of Arrival”，Kenta Iwai，2018等文章中介绍的多通道的NFxLMS算法中，均是在时域进行的，尤其是多通道的情况，计算资源比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于时频域的车辆路噪控制方法及设备，其能够针对车辆轮胎与路面摩擦带来的路噪进行主动降噪，降低车内噪声污染并具有较快的收敛速度，同时所需的计算资源较少，计算较为准确。

本发明的还提供一种计算机可读存储介质，其存储有能够实现上述车辆路噪控制方法的程序。

根据本发明的第一个方面，一种针对宽带噪声的车辆降噪方法，包括如下步骤：