[发明专利]一种用于车内声场分区域的主动控制方法

说明书

一种用于车内声场分区域的主动控制方法，涉及车内声场控制方法技术领域，包括以下步骤：根据听音需求，确定明区和暗区；布置待选扬声器阵列；设置明区控制点、暗区控制点；采用单频信号响应法，获得待选扬声器阵列到明区和暗区控制点的传递函数矩阵；选择最优扬声器数量和位置；利用双重迭代法确定最优控制模型参数值并用于生成实际扬声器阵列的频域驱动信号；通过快速傅里叶逆变换将频域驱动信号转换为时域驱动信号；输入到实际扬声器阵列中，驱动扬声器产生期望的声场。本发明能够保证在个体扬声器驱动信号处于线性工作范围的前提下实现声能量对比度和声场重建精度的性能平衡，可自动匹配最优的模型控制参数，实现最优的控制效果。

技术领域

本发明属于车内声场控制方法技术领域，特别涉及一种用于车内声场分区域的主动控制方法。

背景技术

汽车新四化大背景驱动下，汽车从最初简单的交通工具逐渐转变为智能终端设备。然而，随之带来了车内音频信号繁杂问题，如汽车行驶过程中可能会出现导航声、音乐声和交谈声等共存的现象。多种共存声音使得车内声场更加杂乱，导致驾乘者烦恼度增加。因此，越来越多的驾乘者提出了各取所需的个性化听音需求。为此，车内声场的分区控制技术应运而生。声场分区控制技术就是利用声场重建的方法在某一区域重建目标声场，同时降低该区域对其他区域声场的影响，其中，重建目标声场的区域称为明区，其他区域称为暗区。

现有的涉及车内声场控制方法的专利文件申请人检索如下：①华研慧声(苏州)电子科技有限公司的彭博申请了一种车内声场分区控制方法，申请号：CN201910624603.1，授权公告号：CN110446136A。②瑞声科技(南京)有限公司的孙舒远申请了一种基于微型扬声器的车内独立声场系统及控制系统，申请号：CN201910592662.5，授权公告号：CN110267174B。然而，车内声场分区控制仍有以下两个问题亟待解决：第一，现有技术虽然考虑了明区和暗区的声对比度和明区声场的重建精度，但仍需进一步考虑在实际应用时如何保证扬声器处于线性工作范围内；第二，上述的分区控制方法是以不同的优化目标作为代价函数来求解凸优化问题，从而获得多个扬声器的驱动信号，然而，控制模型参数仍需人为设定，很难保证控制效果达到最优状态。

发明内容

针对现有声场分区控制方法仍需人为设定控制参数而导致控制效果无法达到最优的问题，本发明的目的是开发一种用于实现车内不同座椅位置声场分区域的主动控制方法。主要解决的技术问题包括：1)该方法能够保证在个体扬声器驱动信号处于线性工作范围的前提下实现声能量对比度和声场重建精度的性能平衡；2)该方法可自动匹配最优的模型控制参数，从而实现最优的控制效果。

一种用于车内声场分区域的主动控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：根据驾乘人员的听音需求，确定控制场景。

步骤2在车内布置扬声器，扬声器数量至少为三个，所有扬声器组成待选扬声器阵列；在明区内，左右方向均匀选择M₁层平面，上下方向均匀选择M₂层平面，前后方向选择M₂层平面，形成M＝M₁×M₂×M₂个交点，M个交点作为明区控制点。在暗区内，左右方向均匀选择N₁层平面，上下方向均匀选择N₂层平面，前后方向选择N₃层平面，形成N＝N₁×N₂×N₃个交点，N个交点作为暗区控制点。采用单频信号响应法，分别测量车内待选扬声器阵列到明区控制点和暗区控制点的传递函数，获得待选扬声器阵列到明区和暗区控制点的传递函数矩阵分别如式(1)和式(2)所示。