有源噪聲控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及有源噪聲控制系統(tǒng)和方法。為交通工具內(nèi)的有源噪聲控制提供方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于感測(cè)乘客位置的位置傳感器。麥克風(fēng)接收聲頻噪聲并生成對(duì)應(yīng)于該聲頻噪聲的誤差信號(hào)。第一控制器被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)的所述乘客位置修正該誤差信號(hào)來產(chǎn)生修正誤差信號(hào)。第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)。該系統(tǒng)還包括揚(yáng)聲器，其與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
【專利說明】有源噪聲控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本【技術(shù)領(lǐng)域】總體涉及有源噪聲控制系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于交通工具的有源噪聲控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常被稱為“有源噪聲消除”的有源噪聲控制(“ANC”)已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)于交通工具以便減少交通工具乘客聽到的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和其他不良噪聲。然而，這樣的交通工具ANC系統(tǒng)受到多種不足之處的影響。例如，交通工具的內(nèi)部形成復(fù)雜的聲腔，在該聲腔中根據(jù)位置有差別地感知到聲頻信號(hào)(即聲音)。這樣，對(duì)于噪聲消除的嘗試實(shí)際上通常更通用，從而試圖在不考慮乘客的實(shí)際數(shù)量和他們?cè)诮煌üぞ咧械奈恢玫那闆r下滿足任一典型的乘客或滿足所有乘客。因此，交通工具中的ANC通常受限于非常低的頻率，例如低于150 Hz的頻率。
[0003]因此，希望提供針對(duì)交通工具的當(dāng)前乘客定制的噪聲消除。此外，希望提供大于150 Hz頻率的噪聲消除。此外，結(jié)合附圖和前述【技術(shù)領(lǐng)域】和【背景技術(shù)】，從后續(xù)具體描述和所附權(quán)利要求中將顯而易見到本發(fā)明的其他理想特征和特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供一種有源噪聲控制方法。在一種實(shí)施例中，該方法包括感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置。該方法進(jìn)一步包括從被置于所述受限空間內(nèi)的部位的麥克風(fēng)接收誤差信號(hào)。通過基于相對(duì)于麥克風(fēng)部位的乘客位置修正該誤差信號(hào)以產(chǎn)生修正誤差信號(hào)。該方法還包括至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)。此外，所述抗噪信號(hào)被發(fā)送給揚(yáng)聲器。
[0005]還提供一種有源噪聲控制系統(tǒng)。在一種實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括用于感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置的位置傳感器。麥克風(fēng)被置于所述受限空間內(nèi)的部位以用于接收聲頻噪聲并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該聲頻噪聲的誤差信號(hào)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一控制器，其與所述位置傳感器和所述麥克風(fēng)通信，并且被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于麥克風(fēng)部位的乘客位置修正該誤差信號(hào)來產(chǎn)生修正誤差信號(hào)。第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)。該系統(tǒng)還包括揚(yáng)聲器，其與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
[0006]本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。
[0007]方案1.一種有源噪聲控制方法，包括:
感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置；
從被置于所述受限空間內(nèi)的麥克風(fēng)部位的麥克風(fēng)接收誤差信號(hào)；
至少部分基于所述誤差信號(hào)和被感測(cè)的乘客位置來生成抗噪信號(hào)；以及 發(fā)送所述抗噪信號(hào)至揚(yáng)聲器。
[0008]方案2.根據(jù)方案I所述的方法，還包括通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置來修正所述誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)，并且其中生成抗噪信號(hào)是至少部分基于所述修正誤差信號(hào)。
[0009]方案3.根據(jù)方案2所述的方法，其中通過修正被接收的誤差信號(hào)來生成修正誤差信號(hào)包括利用所述乘客位置和所述麥克風(fēng)部位之間的聲傳遞函數(shù)的估計(jì)。
[0010]方案4.根據(jù)方案2所述的方法，其中
感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成感測(cè)第一乘客的第一乘客位置和感測(cè)第二乘客的第二乘客位置；以及
生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第一乘客位置和相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第二乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0011]方案5.根據(jù)方案2所述的方法，其中
感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成感測(cè)第一乘客的第一乘客位置和感測(cè)第二乘客的第二乘客位置；以及
生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第一乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成第一修正誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第二乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成第二修正誤差信號(hào)。
[0012]方案6.根據(jù)方案5所述的方法，其中生成所述抗噪信號(hào)進(jìn)一步被限定成至少部分基于所述第一和第二修正誤差信號(hào)中的至少一個(gè)來生成第一抗噪信號(hào)并且至少部分基于所述第一和第二修正誤差信號(hào)中的至少一個(gè)來生成第二抗噪信號(hào)；以及
發(fā)送所述抗噪信號(hào)至所述揚(yáng)聲器進(jìn)一步被限定成發(fā)送所述第一抗噪信號(hào)至第一揚(yáng)聲器并且發(fā)送所述第二抗噪信號(hào)至第二揚(yáng)聲器。
[0013]方案7.根據(jù)方案2所述的方法，其中
感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成針對(duì)多個(gè)乘客中的每個(gè)乘客感測(cè)多個(gè)乘客位置；以
及
生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述多個(gè)乘客位置中的每個(gè)乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成多個(gè)修正誤差信號(hào)。
[0014]方案8.根據(jù)方案2所述的方法，其中
接收誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成從被置于所述受限空間內(nèi)的第一麥克風(fēng)部位的第一麥克風(fēng)接收第一誤差信號(hào)以及從被置于所述受限空間內(nèi)且不同于所述第一麥克風(fēng)部位的第二麥克風(fēng)部位的第二麥克風(fēng)接收第二誤差信號(hào)；以及
生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過將所述第一和第二誤差信號(hào)組合成組合誤差信號(hào)并且基于個(gè)體相對(duì)于所述第一和第二麥克風(fēng)部位的位置來修正組合信號(hào)從而生成修正誤差/[目號(hào)。
[0015]方案9.根據(jù)方案2所述的方法，進(jìn)一步包括從動(dòng)力系控制模塊接收動(dòng)力系性能數(shù)據(jù)，并且其中生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置和所述動(dòng)力系性能數(shù)據(jù)來修正所述誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0016]方案10.根據(jù)方案I所述的方法，其中所述乘客位置進(jìn)一步被限定成所述交通工具的乘客的耳朵中的至少一個(gè)耳朵的位置。[0017]方案11.一種有源噪聲控制系統(tǒng)，包括:
用于感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置的位置傳感器；
麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)被置于所述受限空間內(nèi)的麥克風(fēng)部位以用于接收聲頻噪聲并生成對(duì)應(yīng)于所述聲頻噪聲的誤差信號(hào)；
第一控制器，所述第一控制器與所述位置傳感器和所述麥克風(fēng)通信，并且被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置修正所述誤差信號(hào)來產(chǎn)生修正誤差信號(hào)；
第二控制器，所述第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)；以及
揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
[0018]方案12.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng),其中所述麥克風(fēng)進(jìn)一步被限定成被置于第一麥克風(fēng)部位的第一麥克風(fēng)以及被置于與所述第一麥克風(fēng)部位不同的第二麥克風(fēng)部位的第二麥克風(fēng)。
[0019]方案13.根據(jù)方案12所述的系統(tǒng),其中所述第一控制器被設(shè)置成從所述第一麥克風(fēng)接收所述第一誤差信號(hào)并且從所述第二麥克風(fēng)接收所述第二誤差信號(hào)，并且通過將所述第一和第二誤差信號(hào)組合成組合誤差信號(hào)并且基于相對(duì)于所述第一和第二麥克風(fēng)部位的乘客位置來修正組合信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0020]方案14.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，其中所述位置傳感器包括:
信號(hào)發(fā)生器；
多個(gè)超聲波發(fā)射器，所述多個(gè)超聲波發(fā)射器被電聯(lián)接到所述信號(hào)發(fā)生器以用于生成超聲波范圍內(nèi)的聲波；
多個(gè)超聲波接收器，所述多個(gè)超聲波接收器用于接收所述超聲波范圍內(nèi)的反射聲波并且生成對(duì)應(yīng)于被接收的反射聲波的多個(gè)被接收信號(hào)；以及
處理單元，所述處理單元被電聯(lián)接到所述超聲波接收器和所述第一控制器以用于接收所述被接收信號(hào)并且確定所述乘客位置。
[0021]方案15.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，其中所述位置傳感器被設(shè)置成感測(cè)所述交通工具的多個(gè)乘客的多個(gè)乘客位置，并且其中所述第一控制器被設(shè)置成通過基于所述多個(gè)乘客位置來修正被接收的誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0022]方案16.根據(jù)方案11所述的系統(tǒng)，還包括用于感測(cè)可變孔隙的大小的傳感器，所述可變孔隙改變所述受限空間的尺寸，并且其中所述第一控制器被設(shè)置成基于對(duì)所述受限空間的改變來調(diào)節(jié)所述修正誤差信號(hào)。
[0023]方案17.—種交通工具，包括:
客艙；以及
有源噪聲控制系統(tǒng)，所述有源噪聲控制系統(tǒng)包括:
用于感測(cè)乘客在所述客艙內(nèi)的乘客位置的位置傳感器，
麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)被置于所述客艙內(nèi)的不同于所述乘客位置的麥克風(fēng)部位以用于接收聲頻噪聲并生成對(duì)應(yīng)于所述聲頻噪聲的誤差信號(hào)，
第一控制器，所述第一控制器與所述位置傳感器和所述麥克風(fēng)通信，并且被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置修正所述誤差信號(hào)來生成修正誤差信號(hào)，
第二控制器，所述第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)，以及
揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
[0024]方案18.根據(jù)方案17所述的交通工具，還包括用于推進(jìn)所述交通工具的動(dòng)力系以及用于與所述第一控制器通信來控制所述動(dòng)力系的運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力系控制模塊。
[0025]方案19.根據(jù)方案17所述的交通工具，其中所述第一控制器被設(shè)置成從所述動(dòng)力系控制模塊接收動(dòng)力系性能數(shù)據(jù)，并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置和所述動(dòng)力系性能數(shù)據(jù)來修正所述誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0026]方案20.根據(jù)方案17所述的交通工具，其中所述動(dòng)力系控制模塊被設(shè)置成接收與所述有源噪聲控制系統(tǒng)的性能有關(guān)的數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]在下文將結(jié)合附圖描述示例性實(shí)施例，其中同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的元件，并且附圖中:
圖1是包括根據(jù)示例性實(shí)施例的有源噪聲控制系統(tǒng)的交通工具的框圖；
圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的系統(tǒng)內(nèi)的位置傳感器的框圖；
圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的有源噪聲控制系統(tǒng)的框圖；以及 圖4是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的有源噪聲控制系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下列詳細(xì)描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的并且不試圖限制應(yīng)用和使用。此外，不旨在受到前述【技術(shù)領(lǐng)域】、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或下文的具體實(shí)施例中提出的任意明確或暗含的理論約束。
[0029]參考附圖，其中貫穿多幅附圖，同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的部件，這里示出了具有有源噪聲控制系統(tǒng)102的交通工具100。在這里示出的示例性實(shí)施例中，交通工具100是汽車(未單獨(dú)標(biāo)號(hào))。不過，這里描述的有源噪聲控制系統(tǒng)102可以被實(shí)施和/或使用在其他類型的交通工具100或非交通工具應(yīng)用中。例如，其他交通工具100可以包括但不限于飛行器(未示出)。非交通工具應(yīng)用包括但不限于工廠環(huán)境中的辦公室(未示出)。
[0030]參考圖1,示例性實(shí)施例的交通工具100限定了受限空間104。具體地,在該示例性實(shí)施例中，受限空間104是交通工具100的客艙(未單獨(dú)標(biāo)號(hào))?？团撊菁{一個(gè)或更多個(gè)個(gè)體，即交通工具100的乘客,例如駕駛員和乘客。示例性實(shí)施例的汽車包括動(dòng)力系(未標(biāo)號(hào))，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)105，該發(fā)動(dòng)機(jī)105經(jīng)由變速器(未示出)聯(lián)接到至少一個(gè)輪(未示出)以便推進(jìn)交通工具100，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
[0031]系統(tǒng)102包括被設(shè)置成感測(cè)乘客108在受限空間104內(nèi)的乘客位置的位置傳感器106。在示例性實(shí)施例中，位置傳感器106被設(shè)置成感測(cè)每個(gè)乘客108的位置。S卩，位置傳感器106被設(shè)置成感測(cè)多個(gè)乘客108的多個(gè)乘客位置。因此，位置傳感器106也可以確定乘客108的數(shù)量。例如，位置傳感器106可以被用于感測(cè)兩個(gè)乘客108 (例如第一乘客108和第二乘客108)的位置。不過，位置傳感器106還可以被設(shè)置成僅感測(cè)一個(gè)乘客108 (例如交通工具100的駕駛員(未單獨(dú)標(biāo)號(hào)))的位置。
[0032]位置傳感器106可以被設(shè)置成在系統(tǒng)102運(yùn)行的任意時(shí)刻重復(fù)地確定乘客108的位置。這樣，隨著每個(gè)乘客108改變?cè)谑芟蘅臻g104內(nèi)的位置，該乘客108的位置可以被更新。
[0033]為了可讀性，本說明在下文中會(huì)涉及單個(gè)乘客108。不過，這不應(yīng)該以任何方式被看作是限制性的，因?yàn)槭纠詫?shí)施例中的位置傳感器106被設(shè)置成感測(cè)多個(gè)乘客108的位置。
[0034]更具體地，位置傳感器106被設(shè)置成感測(cè)乘客108的頭部的位置。甚至更具體地，位置傳感器106被設(shè)置成感測(cè)乘客108的耳朵中的至少一個(gè)耳朵的位置和/或確定在連接乘客108的耳朵的假想線上的在耳朵之間的中點(diǎn)。這樣，如之后所使用的乘客位置可以被看作是交通工具100的乘客108的耳朵中的至少一個(gè)耳朵的位置。
[0035]在示例性實(shí)施例中，位置傳感器106利用超聲波范圍內(nèi)的聲波來確定交通工具100的乘客108的位置。這樣，這個(gè)范圍內(nèi)的聲波處于人類的一般聽力范圍之外并且因此將不會(huì)干擾乘客或應(yīng)該不會(huì)帶來隱私問題。因此，位置傳感器106可以被稱為超聲波位置傳感器(未單獨(dú)標(biāo)號(hào))。
[0036]現(xiàn)在參考圖2，示例性實(shí)施例的位置傳感器106包括信號(hào)發(fā)生器200。信號(hào)發(fā)生器200可以被設(shè)置成產(chǎn)生高壓連續(xù)波(“CW”)信號(hào)和/或多個(gè)高壓脈沖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的，其他類型的信號(hào)可以替代性地由信號(hào)發(fā)生器200生成。多個(gè)超聲波發(fā)射器202被電聯(lián)接到信號(hào)發(fā)生器200。通常被稱為發(fā)射換能器的超聲波發(fā)射器202生成超聲波范圍內(nèi)的聲波。超聲波發(fā)射器202生成的聲波對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)生器200生成的信號(hào)。具體地,在示例性實(shí)施例中，聲波有具有大約100 kHz的頻率和大約25 kHz的有效帶寬。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到用于超聲波范圍內(nèi)的聲波的其他適當(dāng)頻率。
[0037]聲波反射離開被置于受限空間104內(nèi)的物體，包括乘客108。示例性實(shí)施例的位置傳感器106進(jìn)一步包括多個(gè)超聲波接收器204以用于接收這些反射聲波。具體地，在示例性實(shí)施例中，大約16個(gè)超聲波接收器204被用于接收反射聲波；不過，也可以使用不同數(shù)量的超聲波接收器204。通常被稱為換能器接收器的超聲波接收器204生成對(duì)應(yīng)于被接收反射聲波的多個(gè)被接收信號(hào)。
[0038]雖然超聲波發(fā)射器202和接收器204在上文被描述為暗示單獨(dú)的裝置，不過如本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的，它們也可以被組合成收發(fā)器(未示出)。
[0039]繼續(xù)參考圖2，位置傳感器106也包括被電聯(lián)接到超聲波接收器204的處理單元206。處理單元206從超聲波接收器204接收被接收信號(hào)并且被設(shè)置成確定交通工具100的乘客108的位置以及乘客108的數(shù)量。更具體地，在所示實(shí)施例中，處理單元206被設(shè)置成確定交通工具100的每個(gè)乘客108的耳朵中的至少一個(gè)耳朵的位置。所示實(shí)施例的處理單元206包括被聯(lián)接到超聲波接收器204的調(diào)節(jié)電路208、被聯(lián)接到調(diào)節(jié)電路208的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(“ADC”)210以及被聯(lián)接到ADC 210的微處理器212。不過，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到的，處理單元206的特定設(shè)計(jì)參數(shù)可以改變。
[0040]在另一示例性實(shí)施例(未示出)中，位置傳感器106可以利用無線電波來確定交通工具100的乘客108的位置。作為另一方式，位置傳感器106可以利用雷達(dá)來確定乘客108的位置。例如，位置傳感器106可以利用線性調(diào)頻(“LFM”)CW信號(hào)或超寬帶(“UWB”)脈沖信號(hào)。在毫瓦UW)量級(jí)傳輸功率的情況下這種具有大約4 GHz帶寬的信號(hào)將能夠?qū)崿F(xiàn)大約4 cm的分辨率。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到其他適當(dāng)構(gòu)造。
[0041]在又一示例性實(shí)施例(未示出)中，位置傳感器106利用紅外波來確定交通工具的乘客的位置。例如，位置傳感器106可以包括帶有紅外光源(未示出)的攝像機(jī)(未示出)。
[0042]在又一步示例性實(shí)施例(未示出)，位置傳感器106可以包括一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器。壓力傳感器可以被置于交通工具的座位內(nèi)以便探測(cè)乘客108的存在性。壓力傳感器也可以被用于配合上述雷達(dá)或攝像機(jī)構(gòu)造。這樣，壓力傳感器可以被用于交通工具100的被雷達(dá)或攝像機(jī)構(gòu)造所阻擋的區(qū)域或者提供對(duì)由雷達(dá)或攝像機(jī)構(gòu)造所產(chǎn)生的位置的驗(yàn)證。此外，這種又一示例性實(shí)施例的系統(tǒng)102還可以與壓力傳感器配合地利用人體測(cè)量數(shù)據(jù)以便確定乘客108的頭部和/或耳朵位置。例如，系統(tǒng)102可以獲取乘客108的高度信息。使用該高度信息并結(jié)合指示出乘客108的存在性的壓力傳感器數(shù)據(jù)，這種實(shí)施例的系統(tǒng)102被設(shè)置成計(jì)算乘客108的耳朵中的至少一個(gè)耳朵的位置和/或確定在連接乘客108的耳朵的假想線上的耳朵之間的中點(diǎn)。
[0043]再次參考圖1，系統(tǒng)102也包括至少一個(gè)麥克風(fēng)110以用于接收包括聲頻噪聲的聲頻信號(hào)。示例性實(shí)施例中所示的麥克風(fēng)110被置于受限空間104內(nèi)的部位。在一種示例性實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，系統(tǒng)102包括單個(gè)麥克風(fēng)110。麥克風(fēng)110被置于與乘客位置不同的部位。例如，麥克風(fēng)110可以被設(shè)置在交通工具100的車頂襯里(未示出)中。麥克風(fēng)110生成對(duì)應(yīng)于所接收的聲頻信號(hào)的誤差信號(hào)。
[0044]在另一示例性實(shí)施例中，如圖4所示，系統(tǒng)102包括被置于受限空間108內(nèi)的第一麥克風(fēng)IlOA和第二麥克風(fēng)110B。更具體地,第一麥克風(fēng)IlOA被置于第一部位(未標(biāo)號(hào))并且第二麥克風(fēng)IlOB被置于與第一部位不同的第二部位(未標(biāo)號(hào))。第一麥克風(fēng)IlOA生成第一誤差信號(hào)并且第二麥克風(fēng)IlOB生成第二誤差信號(hào),每個(gè)誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)于由相應(yīng)麥克風(fēng)110A、1 IOB接收的聲頻信號(hào)。
[0045]參考圖1、圖3和圖4，系統(tǒng)102進(jìn)一步包括與位置傳感器106和麥克風(fēng)110通信的第一控制器112。第一控制器112可以包含微處理器、微控制器、專用集成電路或能夠執(zhí)行計(jì)算和/或運(yùn)行程序或其他指令的其他的適當(dāng)裝置。在圖1和圖3中所示的實(shí)施例中，第一控制器112被設(shè)置成從麥克風(fēng)110接收誤差信號(hào)并且從位置傳感器106接收乘客位置。此外，第一控制器112被設(shè)置成通過基于相對(duì)于麥克風(fēng)110的部位的乘客位置來修正誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
[0046]在一些實(shí)施例中，第一控制器112可以生成考慮到多個(gè)乘客位置的單個(gè)修正誤差信號(hào)。在另一些實(shí)施例中，第一控制器112可以被設(shè)置成產(chǎn)生多個(gè)誤差信號(hào)，其中每個(gè)誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)于每個(gè)乘客108。此外，隨著乘客在受限空間104內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可以調(diào)節(jié)修正誤差信號(hào)。
[0047]修正被接收誤差信號(hào)以生成修正誤差信號(hào)的過程可以包括利用聲傳遞函數(shù)。更具體地，在乘客位置(即乘客頭部位置)和麥克風(fēng)110的部位之間的聲傳遞函數(shù)的估計(jì)的逆(estimated inverse)。在一種配置中,可以使用標(biāo)準(zhǔn)公式來估計(jì)聲傳遞函數(shù),該標(biāo)準(zhǔn)公式利用麥克風(fēng)110的部位和乘客位置之間的距離。
[0048]在另一配置中，從公共聲頻信號(hào)(例如運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)105)在遍布受限空間104的多個(gè)部位由校準(zhǔn)麥克風(fēng)(未示出)取得多個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)。這個(gè)過程僅需要在交通工具100的開發(fā)期間進(jìn)行而不必須針對(duì)每個(gè)被生產(chǎn)的交通工具100。在執(zhí)行該過程期間，受限空間104可以由空間網(wǎng)格被劃分成多個(gè)部位。在一種實(shí)施例中，在系統(tǒng)102運(yùn)轉(zhuǎn)(即提供如下所述的噪聲消除)以及系統(tǒng)102不運(yùn)轉(zhuǎn)兩種情況下取得聲音測(cè)量值。之后，在每個(gè)部位使用校準(zhǔn)麥克風(fēng)取得的聲音測(cè)量值(即校準(zhǔn)信號(hào))可以與從麥克風(fēng)110接收的對(duì)應(yīng)于公共聲頻信號(hào)的誤差信號(hào)相比較。之后，可以針對(duì)空間網(wǎng)格中的每個(gè)部位建立聲傳遞函數(shù)，并且將其存儲(chǔ)以用于第一控制器112。
[0049]在圖4中所不的不例性實(shí)施例中，第一控制器112被設(shè)置成從第一麥克風(fēng)IlOA接收第一誤差信號(hào)并且從第二麥克風(fēng)IlOB接收第二誤差信號(hào)。響應(yīng)接收第一和第二誤差信號(hào)，第一控制器112通過將第一和第二誤差信號(hào)組合成組合誤差信號(hào)并且基于相對(duì)于第一和第二麥克風(fēng)110AU10B的第一和第二部位的乘客位置來修正組合信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。更具體地，可以生成單一修正誤差信號(hào)和/或可以生成多個(gè)修正誤差信號(hào)且每個(gè)修正誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)于每個(gè)乘客108。使用多個(gè)麥克風(fēng)110AU10B，系統(tǒng)102提供空間濾波，其導(dǎo)致由第一控制器112產(chǎn)生更加準(zhǔn)確的修正誤差信號(hào)。
[0050]再次參考圖1、圖3和圖4，系統(tǒng)102也包括與第一控制器112通信的第二控制器114。第二控制器114被設(shè)置成至少部分基于從第一控制器112接收的修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)。通過為了最小化修正誤差信號(hào)被調(diào)諧的適應(yīng)性濾波器來生成抗噪信號(hào)。
[0051]第二控制器114可以包括微處理器或者其他相似裝置來執(zhí)行校準(zhǔn)和運(yùn)行指令。此夕卜，第一控制器112和第二控制器114可以被集成在一起成為單個(gè)控制器(未示出)或單個(gè)控制器的一部分。例如，一個(gè)微處理器可以運(yùn)行第一和第二控制器112、114 二者的指令并執(zhí)行所述二者的校準(zhǔn)。
[0052]通常被簡(jiǎn)稱為“喇叭”的揚(yáng)聲器116與第二控制器114通信。例如，揚(yáng)聲器116可以被電連接到揚(yáng)聲器116。揚(yáng)聲器116從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。系統(tǒng)102可以包括一個(gè)以上的揚(yáng)聲器116,如所示。
[0053]揚(yáng)聲器116可以是用于交通工具100的聲音系統(tǒng)(未不出)的一部分。這樣，向乘客108提供音樂或其他聲音娛樂的同一個(gè)揚(yáng)聲器116也可以被用于提供抗噪信號(hào)以用于消除和/或減少不希望的噪聲。
[0054]第二控制器114可以被設(shè)置成生成多個(gè)抗噪信號(hào)。在一種實(shí)施例中，第二控制器114被設(shè)置成生成抗噪信號(hào)來對(duì)應(yīng)于每個(gè)揚(yáng)聲器116。更具體地，每個(gè)抗噪信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于由第一控制器112生成的多個(gè)修正誤差信號(hào)中的一個(gè)。這樣，系統(tǒng)102根據(jù)交通工具100的乘客108的位置來定制被轉(zhuǎn)換成每個(gè)揚(yáng)聲器116處的聲音的抗噪信號(hào)。這樣的定制允許每個(gè)乘客108均能感受到對(duì)噪聲消除作用的更準(zhǔn)確匹配。
[0055]參考圖1，交通工具100可以包括動(dòng)力系控制模塊118以用于控制動(dòng)力系的一個(gè)或更多個(gè)方面。動(dòng)力系控制模塊118可以包含用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)105的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(“ECM”)(未單獨(dú)標(biāo)號(hào))和/或用于控制變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)的變速器控制模塊(“TCM”)(未單獨(dú)標(biāo)號(hào))。
[0056]示例性實(shí)施例的動(dòng)力系控制模塊118與第一控制器112和/或第二控制器114通信。動(dòng)力系控制模塊118和控制器112、114之間的通信可以被用于多個(gè)目的。在一種技術(shù)中，與動(dòng)力系的性能有關(guān)的動(dòng)力系性能數(shù)據(jù)可以從動(dòng)力系控制模塊118被發(fā)送到控制器112、114。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)105和/或變速器的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“RPM”)可以被發(fā)送到控制器112、114。之后控制器112、114可以利用這個(gè)信息來修正誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)和抗噪信號(hào)。例如，控制器112、114可以僅處理與發(fā)動(dòng)機(jī)105和/或變速器的RPM對(duì)應(yīng)的頻率處的誤差信號(hào)。這樣，消除了在相關(guān)的瞬時(shí)頻率處的來自發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器的不良噪聲。
[0057]在另一種技術(shù)中，與系統(tǒng)102的性能有關(guān)的數(shù)據(jù)可以從控制器112、114被發(fā)送到動(dòng)力系控制模塊118。該數(shù)據(jù)可以包括系統(tǒng)102能夠基于乘客108的數(shù)量和/或部位有效消除的頻率。通過利用該數(shù)據(jù)，動(dòng)力系控制模塊118可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)105和/或變速器以便以對(duì)應(yīng)于能夠被有效消除的頻率的RPM來運(yùn)轉(zhuǎn)。這可以提供燃料經(jīng)濟(jì)性和效率優(yōu)點(diǎn)。例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可以以導(dǎo)致較高效率的較低RPM運(yùn)轉(zhuǎn)，而若沒有有效噪聲消除的話則對(duì)乘客108而言將是不可忍受的。
[0058]仍然參考圖1，系統(tǒng)102可以進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)傳感器120以用于感測(cè)交通工具100的一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)元件(未示出)的位置。這些結(jié)構(gòu)元件可以包括但不限于交通工具100的窗戶、活動(dòng)摺篷和可折疊座椅。傳感器120與第一控制器112通信。第一控制器112可以被設(shè)置成利用結(jié)構(gòu)元件的位置以及孔隙的對(duì)應(yīng)變化，這導(dǎo)致修正所述誤差信號(hào)以便生成修正誤差信號(hào)。
[0059]例如，一個(gè)或更多個(gè)傳感器120可以用于交通工具100的每個(gè)窗戶。這樣，可以探知由打開或部分打開窗戶產(chǎn)生的孔隙的大小。打開窗戶改變了受限空間104的尺寸和/或大小并且修正了使用者耳朵和麥克風(fēng)110之間的傳遞函數(shù)。打開窗戶也修正了揚(yáng)聲器116和乘客108和/或麥克風(fēng)110之間的傳遞函數(shù)。第一控制器112和/或第二控制器114被編程為針對(duì)這樣的改變相應(yīng)地進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)然，系統(tǒng)102可以利用孔隙(例如可折疊座椅)的其他改變。
[0060]也可以通過位置傳感器106感測(cè)通過打開窗戶、向下折疊座椅等等導(dǎo)致的孔隙改變。這種感測(cè)可以被完成以補(bǔ)償或代替如上所述由傳感器120進(jìn)行的感測(cè)。
[0061]雖然在前述詳細(xì)描述中已經(jīng)提出了至少一種示例性實(shí)施例，不過應(yīng)該意識(shí)到存在大量變型。還應(yīng)該意識(shí)到一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例僅是示例，并且不試圖以任何方式限制本公開的范圍、應(yīng)用性或構(gòu)造。實(shí)際上，前述詳細(xì)描述為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供了用于實(shí)施一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例的便利途徑。應(yīng)該理解的是，在不背離如所附權(quán)利要求及其法律等價(jià)物所列出的本公開范圍的情況下，能夠?qū)υ墓δ芎驮O(shè)置進(jìn)行各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種有源噪聲控制方法，包括: 感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置； 從被置于所述受限空間內(nèi)的麥克風(fēng)部位的麥克風(fēng)接收誤差信號(hào)； 至少部分基于所述誤差信號(hào)和被感測(cè)的乘客位置來生成抗噪信號(hào)；以及 發(fā)送所述抗噪信號(hào)至揚(yáng)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置來修正所述誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)，并且其中生成抗噪信號(hào)是至少部分基于所述修正誤差信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過修正被接收的誤差信號(hào)來生成修正誤差信號(hào)包括利用所述乘客位置和所述麥克風(fēng)部位之間的聲傳遞函數(shù)的估計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成感測(cè)第一乘客的第一乘客位置和感測(cè)第二乘客的第二乘客位置；以及 生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第一乘客位置和相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第二乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成感測(cè)第一乘客的第一乘客位置和感測(cè)第二乘客的第二乘客位置；以及 生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第一乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成第一修正誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述第二乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成第二修正誤差信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中生成所述抗噪信號(hào)進(jìn)一步被限定成至少部分基于所述第一和第二修正誤差信號(hào)中的至少一個(gè)來生成第一抗噪信號(hào)并且至少部分基于所述第一和第二修正誤差信號(hào)中的至少一個(gè)來生成第二抗噪信號(hào)；以及 發(fā)送所述抗噪信號(hào)至所述揚(yáng)聲器進(jìn)一步被限定成發(fā)送所述第一抗噪信號(hào)至第一揚(yáng)聲器并且發(fā)送所述第二抗噪信號(hào)至第二揚(yáng)聲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 感測(cè)所述乘客位置進(jìn)一步被限定成針對(duì)多個(gè)乘客中的每個(gè)乘客感測(cè)多個(gè)乘客位置；以及 生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述多個(gè)乘客位置中的每個(gè)乘客位置來修正所述被接收的誤差信號(hào)從而生成多個(gè)修正誤差信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中 接收誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成從被置于所述受限空間內(nèi)的第一麥克風(fēng)部位的第一麥克風(fēng)接收第一誤差信號(hào)以 及從被置于所述受限空間內(nèi)且不同于所述第一麥克風(fēng)部位的第二麥克風(fēng)部位的第二麥克風(fēng)接收第二誤差信號(hào)；以及 生成修正誤差信號(hào)進(jìn)一步被限定成通過將所述第一和第二誤差信號(hào)組合成組合誤差信號(hào)并且基于個(gè)體相對(duì)于所述第一和第二麥克風(fēng)部位的位置來修正組合信號(hào)從而生成修正誤差信號(hào)。
9.一種有源噪聲控制系統(tǒng),包括: 用于感測(cè)乘客在受限空間內(nèi)的乘客位置的位置傳感器； 麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)被置于所述受限空間內(nèi)的麥克風(fēng)部位以用于接收聲頻噪聲并生成對(duì)應(yīng)于所述聲頻噪聲的誤差信號(hào)； 第一控制器，所述第一控制器與所述位置傳感器和所述麥克風(fēng)通信，并且被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置修正所述誤差信號(hào)來產(chǎn)生修正誤差信號(hào)； 第二控制器，所述第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)；以及 揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
10.一種交通工具，包括: 客艙；以及 有源噪聲控制系統(tǒng)，所述有源噪聲控制系統(tǒng)包括: 用于感測(cè)乘客在所述客艙內(nèi)的乘客位置的位置傳感器， 麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)被置于所述客艙內(nèi)的不同于所述乘客位置的麥克風(fēng)部位以用于接收聲頻噪聲并生成對(duì)應(yīng)于所述聲頻噪聲的誤差信號(hào)， 第一控制器，所述第一控制器與所述位置傳感器和所述麥克風(fēng)通信，并且被設(shè)置成從所述麥克風(fēng)接收所述誤差信號(hào)并且通過基于相對(duì)于所述麥克風(fēng)部位的所述乘客位置修正所述誤差信號(hào)來產(chǎn)生修正誤差信號(hào)， 第二控制器，所述第二控制器與所述第一控制器通信，并且被設(shè)置成至少部分基于所述修正誤差信號(hào)來生成抗噪信號(hào)，以及 揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器與所述第二控制器通信以用于從所述第二控制器接收所述抗噪信號(hào)并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述抗噪信號(hào)的聲音以便消除至少一些所述聲頻噪聲。
【文檔編號(hào)】G10K11/178GK103985380SQ201410044910
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】E.茨爾克爾-漢科克, I.比利克, M.萊芬菲爾德, S.M.雷利 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司