一种基于车载以太网的车内降噪声学装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车声学领域，尤其涉及一种基于车载以太网的车内降噪声学装置。


背景技术：

2.随着通讯技术的不断发展，影音娱乐的技术发展及运用越来越成熟、广泛。汽车朝着智能化、个性化发展，驾乘人员对音响系统的要求也越来越高。为了提高车辆驾驶的舒适性和安全性，需要减少车辆噪音对驾乘人员的影响，现有技术的车辆降低车内噪音的方法，多是通过物理隔断和减少噪声源能量的方式，对车辆进行被动减噪，虽然具有一定的效果，但是因为技术有限，噪音源的噪音已经无法再显著降低。为了进一步提供降噪效果，目前市场上有一些高端车如凯迪拉克、昂科威等少数几款车采用了主动降噪方式，其是通过车内音响系统发声消除驾驶舱内的噪音。但是，此种降噪方式的降噪效果不理想，麦克风采集噪音利用硬线传输至控制板卡会产生较大的延时，导致通过算法产生相反的声波与当前的噪音声波存在差异，严重时反而会增大噪音。因此，如何提供一种汽车主动降噪系统的汽车，能够有效提高主动降低噪音的效果，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，以期望能够降低车内的噪音，具体地
4.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，包括：数字麦克风组件、多个扬声器组件、传感器组件、车载中控主机、车载以太网网关，其中，传感器组件通过can总线与车载中控相连接，车载中控主机、音频调节控制设备、数字阵列式麦克风组件通过车载以太网总线分别连接车载以太网网关，扬声器组件通过硬线与音频调节控制设备相连接，其中，
5.音频调节控制设备根据来车载以太网网关转发的数字麦克风组件、传感器组件传递的信号生成对应的消噪波形信号经过放大后经过扬声器组件输出。
6.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，数字麦克风组件包括多个阵列式数字麦克风，分别安装于车内左前车门、右前车门、左后车门、右后车门、车顶前方、车顶中部、车顶后方。
7.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，多个扬声器组件包括多个扬声器，分别安装于车内左前车门、右前车门、左后车门、右后车门、车尾。
8.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，传感器组件至少包括转速传感器、速度传感器、加速度传感器，转速传感器安装于发送机引擎上，速度传感器安装于前后车轴上、加速度传感器置于轮胎内侧。
9.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，音频调节控制设备包括车载以太网phy芯片、数据缓冲区、音频调节dsp、运算dsp，其中，mcu根据需求对运算dsp、音频调节dsp进行控制，mcu调用运算dsp中的内置算法对来自传感器组件和数字麦克风组件的
信号进行运算后将结果输出至音频调节dsp处理器进行调频处理。
10.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，音频调节控制设备还包括数模转化器、功率放大器，mcu控制音频调节dsp将调频处理后的信号输出至数模转化器进行将数字信号转化为模拟信号后，再将模拟信号输出至功率放大器进行放大后输出至扬声器组件。
11.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，车载以太网总线采用的传输协议包括some/ip协议、some/ip
‑
sd协议和avb协议，其中，控制信号或状态信号采用some/ip协议传输、some/ip
‑
sd协议传输，噪音采集数据采用avb协议栈传输。
12.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，数字阵列式麦克风组件采集信号采用基于时间触发的协议进行信号传输。
13.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，还包括人机交互模块，人机交互模块与车载中控主机相连接，人机交互模块包括触摸屏、麦克风中的一种。
14.一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，进一步地，功率放大器包括classab或classd类放大器。
15.有益效果：本实用新型提供基于车载以太网架构的车内降噪系统，通过采用数字阵列式麦克风并且数字阵列式麦克风采用车载以太网传输信号，相比传统采用硬线或a2b线的方式，能够降低延时，使得噪音采集的处理结果更为精确，能够生成更为匹配的消噪波形，进一步提高降噪效果。
附图说明
16.通过阅读参照本实用新型实施例的附图，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1为本实用新型一实施例车载以太网的车内降噪声学装置的组成结构示意图。
18.图2为本实用新型一实施例中传感器组件、扬声器组件、数字阵列式麦克风组件的安装位置结构示意图。
19.图3为本实用新型一实施例音频调节控制设备的结构示意图。
具体实施方式
20.以下，将结合附图1至附图3介绍本实用新型基于车载以太网的车内降噪声学装置。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型；应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进；这些都属于本实用新型的保护范围。
21.本实施提供一种基于车载以太网的车内降噪声学装置，参见图1，具体包括：数字麦克风组件、多个扬声器组件、传感器组件、车载中控主机、车载以太网网关，其中，车载中控主机、音频调节控制设备、数字阵列式麦克风组件通过车载以太网总线分别连接车载以太网网关，传感器组件通过can总线与车载以太网网关相连接，扬声器组件通过硬线与音频调节控制设备相连接，其中；
22.车载以太网网关包括can接口芯片、车载以太网接口芯片、协议转化模块，协议转化模块具备将can协议的信号转化为车载以太网的传输的信号；
23.具体地，数字阵列式麦克风组件对发动机噪音和车轮噪音进行采集后传输通过车载以太网传输至车载以太网网关，传感器组件采集信号发动机转速信号、车轮加速信号、车速信号后通过can总线传输至车载以太网网关，车载以太网网关将接收的信号转发至音频调节控制设备，音频调节控制设备根据来车载以太网网关转发的数字麦克风组件、传感器组件传递的信号生成对应的消噪波形信号经过放大后经过扬声器组件输出与噪音幅度相同，相位相反的消噪信号输出至扬声器组件发送声波与噪音相消。
24.数字麦克风组件包括多个阵列式数字麦克风，分别安装于车内左前车门、右前车门、左后车门、右后车门、车顶前方、车顶中部、车顶后方。
25.数字麦克风输出的数字信号，通过车载以太网基于时间敏感网络的协议(tsn)进行传输，对数字麦克风输出的数字信号以时间触发的协议进行信号传输，能够确保低延时，使得数字麦克风获取信号噪音传输到车载以太网网关的延迟能够到达毫秒级。
26.为达到更好的效果，车顶前方、车顶中部、车顶后方的三个数字阵列式麦克风安装于车顶，分别处于车顶前方、车顶中部、车顶后方，用于误差修正麦克风修正。
27.通过多个数字麦克风对噪音信号进行采集，能够获取较为准确的噪音位置和噪音波形精度。
28.多个扬声器组件包括多个扬声器，分别安装于车内左前车门、右前车门、左后车门、右后车门、车尾，扬声器可以为微型扬声器、定向扬声器。
29.扬声器根据接收到来自功放的信号，输出与噪音波形匹配的幅值相同，相位相反的波形与噪音波形进行相消，从而达到消噪的目的。
30.传感器组件至少包括转速传感器、速度传感器、加速度传感器，转速传感器安装于发送机引擎上，速度传感器安装于前后车轴上、加速度传感器置于轮胎内侧；
31.转速传感器获取发动机转速信号，发送的转速信号与发动机噪音密切相关，现有技术已经存在根据发送机转速信号建立发动机噪音的相关噪音波形；
32.速度传感器和加速度传感器与轮胎噪音密切相关，通过采集数据，能够预测产生的噪音波形。
33.音频调节控制设备包括车载以太网phy芯片、数据缓冲区、音频调节dsp、运算dsp，其中，mcu根据需求对运算dsp、音频调节dsp进行控制，mcu调用运算dsp中的内置算法对来自传感器组件和数字麦克风组件的信号进行运算后将结果输出至音频调节dsp处理器进行调频处理；
34.本实施采用两个dsp处理器，音频调节dsp用于音频调节，运算dsp专门用于处理传感器组件传递的信号，通过信号生成对应的噪音波形。
35.具体地，通过车载以太网网关转发过来的车载以太网协议的信号通过车载以太网phy接收后将数据组存储于数据缓冲区，mcu根据需求将传感器组件传递的信号发送给运算dsp进行处理生成对应的噪声波形后输出至音频调节dsp，mcu将数字麦克风组件传递的信号直接输入音频调节dsp，音频调节dsp对接收的信号进行合成调节后输出。
36.数字阵列式麦克风组件采集信号采用基于时间触发的协议进行信号传输。
37.功率放大器包括classab或classd类放大器。
38.车内降噪声学装置还人机交互输入模块，人机交互输入模块包括阵列式麦克风、触摸屏幕、按钮中的一种或多种，用户通过人机交互输入模块控制车内降噪声学装置。
39.通过高速的车载以太网传输能够满足噪音采集的实时性，降低延迟。
40.车载以太网总线采用的传输协议包括some/ip协议、some/ip
‑
sd协议和avb协议，其中，控制信号或状态信号采用some/ip协议传输、some/ip
‑
sd协议传输，噪音采集数据采用avb协议栈传输。
41.avb协议栈包括：ieee802.1as、ieee802.1qav、ieee802.1qat、ieee802.1ba、ieee1722、ieee1722.1协议，采用avb协议栈使得多媒体数据传输达到实时和同步需求。
42.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。