[发明专利]一种针对宽带噪声的车辆降噪方法

说明书

本发明公开了一种针对宽带噪声的车辆降噪方法。该车辆降噪方法：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。频域计算步骤中，对每一个频点的参考信号所构造的二维矩阵进行伪逆计算，然后获得每一个频点的频域的梯度向量；或，离线计算得到次级通道函数矩阵的伪逆，然后计算参考信号的伪逆。本发明能够对车辆轮胎与路面摩擦带来的宽带噪声进行控制，降低车内噪声污染并具有较快的收敛速度。

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。

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。FxLMS是梯度下降法在主动噪声控制中的特殊应用，主要通过目标函数的负梯度方向结合步长进行搜索，其收敛速度较慢。而牛顿(Newton)法具有二阶收敛速度，只需要很少的迭代步骤就可以接近收敛。如专利CN106990800B即提出了一种基于前置跨频带滤波器组结构的窄带自适应方法，其介绍了针对窄带情况的的多通道FxNewton算法，但是该方法无法适用于宽带的噪声控制中，无法应用于车辆的路噪主动控制中。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对宽带噪声的车辆降噪方法，其能够对车辆轮胎与路面摩擦带来的宽带噪声进行控制，降低车内噪声污染并具有较快的收敛速度。

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：

对每个采样时刻采集车辆路噪的J通道参考信号，记作x_j(n)，j＝1，2，…，J，J为参考信号的通道数，n表示采样时刻；

根据当前时刻的滤波器控制系数和所述多通道参考信号生成控制信号，馈给车辆的对应需要降噪区域的声重放装置；

采集需要降噪区域的每个采样时刻的残余噪声信号，记作误差信号e_m(n)，m＝1，2，…，M；

所述车辆路噪控制方法还包括：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，所述频域计算步骤包括：

S101、生成频域的参考信号X_j，其中X_j＝[X_j(0)，X_j(1)，…X_j(2N-1)]^T，X_j(0)、X_j(1)、X_j(2N-1)分别表示第1个、第2个、第2N个分析频率上相应的参考信号的特征；