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一种基于超声波的降噪系统及方法


技术摘要:
本申请公开了一种超声波的降噪系统及方法,包括:信号处理器用于收集车辆底盘的噪声信号,并对车辆底盘的噪声信号进行分析,获得与车辆底盘的噪声信号同频反相的第一声波信号,并计算出通过拍频效应能够形成第二声波信号的超声波的幅值和频率,其中,第二声波信号与第  全部
背景技术:
随着经济的高速发展,汽车的使用率越来越高,但人们在驾车过程中,常常会遇到 一些凹凸不平的路面,导致车辆底盘由于被撞而产生振动,进而产生不同程度的噪声,当噪 声分贝过大时,对车内的人员来会造成很大的困扰。 目前现有的车辆底盘噪声低频主动降噪技术有两种:一种是前馈方式,即参考信 号和降噪区域不在一个声环境中;另一种是后馈方式,参考噪声信号和降噪区域在一个声 环境中。但无论是前馈方式还是后馈方式,都需要扬声器发出反相声波,来抵消车辆底盘的 噪声。但受限于车载扬声器的开口面积的影响,其低频下限达不到20Hz,而且一个低音喇叭 的安装位置有限,其无法兼顾车辆中几个座椅的降噪,导致降噪的效果会受到很大影响。 因此,如何利用更先进的方法,实现对车辆底盘噪声的主动降噪,并且扩大降噪的 频率范围,并提高降噪效果,已成为亟待解决的问题。
技术实现要素:
本申请实施例的主要目的在于提供一种基于超声波的车辆底盘噪声的降噪系统 及方法,实现了基于超声波的车辆底盘噪声的主动降噪,在降噪过程中,不仅能够扩大降噪 的频率范围,也能够提高降噪效果,实现对车辆底盘噪声的定点消除。 本申请实施例提供了一种基于超声波的降噪系统,应用于车辆底盘的悬挂系统, 包括:信号处理器、超声波传感器组; 所述信号处理器用于收集所述车辆底盘的噪声信号,并对所述车辆底盘的噪声信 号进行分析,获得与所述车辆底盘的噪声信号同频反相的第一声波信号,并计算出通过拍 频效应能够形成第二声波信号的超声波的幅值和频率,所述第二声波信号与所述第一声波 信号的幅值误差在预设的第一误差范围内,以及所述第二声波信号与所述第一声波信号的 频率误差在预设的第二误差范围内; 所述超声波传感器组用于生成所述形成第二声波信号的超声波,用以消除所述车 辆底盘的噪声。 可选的,所述系统还包括:误差传感器; 所述误差传感器用于将所述车辆底盘的噪声信号与所述超声波传感器组产生的 超声波信号所形成的第二声波信号进行比较,并根据比较结果,判断所述第二声波信号与 所述车辆底盘的噪声信号的幅值误差是否在预设的误差范围内,以及所述第二声波信号与 所述车辆底盘的噪声信号的频率误差是否在预设的第四误差范围内; 若是,则所述误差传感器将所述比较结果发送至所述信号处理器,以便所述信号 处理器将计算出的通过拍频效应能够形成第二声波信号的超声波的幅值和频率发送至所 述超声波传感器组来生成形成第二声波信号的超声波; 4 CN 111599336 A 说 明 书 2/8 页 若否,则所述误差传感器将所述比较结果发送至所述信号处理器,以便所述信号 处理器重新计算出通过拍频效应能够形成所述第二声波信号的超声波的幅值和频率,更新 所述第二声波信号,以便所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信号的幅值误差在所述 预设的第三误差范围内,以及所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信号的频率误差在 所述预设的第四误差范围内。 可选的,所述超声波传感器组包含四个超声波换能器,所述四个超声波换能器分 为两组超声波换能器对,分别用于消除车内人员左耳和右耳处的所述车辆底盘噪声。 可选的,所述超声波传感器组生成的超声波形成第二声波信号的方式包括: 所述超声波传感器组生成两组超声波,所述两组超声波通过在同向传递时产生所 述拍频效应,形成所述第二声波信号。 可选的,所述信号处理器为单独的信号处理模块,集成于所述车辆的中央处理器 中。 本申请实施例还提供了一种基于超声波的降噪方法,所述方法应用于信号处理 器,所述方法包括: 收集所述车辆底盘的噪声信号; 对所述车辆底盘的噪声信号进行分析,获得与所述车辆底盘的噪声信号同频反相 的第一声波信号; 根据所述第一声波信号,计算出通过拍频效应能够形成第二声波信号的超声波的 幅值和频率,所述第二声波信号与所述第一声波信号的幅值误差在预设的第一误差范围 内,以及所述第二声波信号与所述第一声波信号的频率误差在预设的第二误差范围内; 将所述计算出的通过拍频效应能够形成第二声波信号的超声波的幅值和频率发 送至超声传感器组,以便所述超声传感器组生成对应的超声波,用以消除所述车辆底盘的 噪声。 可选的,所述方法还包括: 接收所述误差传感器发送的比较结果,所述误差传感器用于将所述车辆底盘的噪 声信号与所述超声波传感器组产生的超声波信号所形成的第二声波信号进行比较,得到所 述比较结果,并根据所述比较结果,判断所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信号的 幅值误差是否在预设的第三误差范围内,以及所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信 号的频率误差是否在预设的第四误差范围内; 若是,则计算出通过拍频效应能够形成所述第二声波信号的超声波的幅值和频 率,并发送至所述超声波传感器组来生成第二声波信号的超声波: 若否,则重新计算出通过拍频效应能够形成所述第二声波信号的超声波的幅值和 频率,更新所述第二声波信号,以便所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信号的幅值 误差在所述预设的第三误差范围内,以及所述第二声波信号与所述车辆底盘的噪声信号的 频率误差在所述预设的第四误差范围内。 可选的,所述超声波传感器组包含四个超声波换能器,所述四个超声波换能器分 为两组超声波换能器对,分别用于消除车内人员左耳和右耳处的所述车辆底盘噪声。 可选的,所述超声波传感器组生成的超声波形成第二声波信号的方式包括: 所述超声波传感器组生成两组超声波,所述两组超声波通过在同向传递时产生所 5 CN 111599336 A 说 明 书 3/8 页 述拍频效应,形成所述第二声波信号。 可选的,所述信号处理器为单独的信号处理模块,集成于所述车辆的中央处理器 中。 本申请实施例提供的一种基于超声波的降噪系统及方法,该系统包括信号处理 器、超声波传感器组,其中,信号处理器用于收集车辆底盘的噪声信号,并对车辆底盘的噪 声信号进行分析,获得与车辆底盘的噪声信号同频反相的第一声波信号,并计算出通过拍 频效应能够形成第二声波信号的超声波的幅值和频率,其中,第二声波信号与第一声波信 号的幅值误差在预设的第一误差范围内,以及第二声波信号与第一声波信号的频率误差在 预设的第二误差范围内;进而,超声波传感器组可以生成形成第二声波信号的超声波,用以 消除车辆底盘的噪声,可见,本申请实施例通过超声波传感器组生成超声波,来形成与车辆 底盘的噪声信号同频反相的、误差在允许范围内的声波信号,进而可以利用该信号来消除 车辆底盘的噪声,相比于现有的利用扬声器发出反相声波来抵消车辆底盘噪声,本实施例 能够实现基于超声波的车辆底盘噪声的主动降噪,并且通过调整超声波的幅值和频率,还 能够扩大降噪的频率范围,另外,由于超声波系统安装方便,可以安装在车辆内的任意位 置,从而能够实现对车辆底盘噪声的定点消除,进一步能够提高降噪效果。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据 这些附图获得其他的附图。 图1为本申请实施例提供的现有的车辆底盘主动降噪原理的示意图; 图2为本申请实施例提供的一种基于超声波的降噪系统的结构图; 图3为本申请实施例提供的超声波传感器组的结构示意图; 图4为本申请实施例提供的两组超声波通过在同向传递时产生拍频效应形成第二 声波信号的示意图; 图5为本申请实施例提供的一种基于超声波的降噪方法的流程示意图。
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