[发明专利]一种用于车内分区域控制的音频系统及控制方法

摘要

本发明提出的一种用于车内分区域控制的音频系统及控制方法，属于用于空间声场控制的音频系统与控制方法领域。本发明的用于车内分区域控制的音频系统，由输入信号控制单元，功率放大器和扬声器阵列构成；所述输入信号控制单元的输出端通过音频线连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端通过音频线连接扬声器阵列。基于本发明提出的用于车内分区域控制的音频系统的控制方法，首先测量扬声器阵列分别到汽车前区和后区内控制点的电声传递函数；然后根据乘客需求，定义控制场景，并构建频域内的控制模型；对该模型求解，最终得到扬声器阵列激励信号。本发明能实现车内前后两排区域声场相互独立、互不干扰，满足乘客的多种声音需求。

主权项

1.一种用于车内分区域控制的音频系统的控制方法，其特征在于，该音频系统由输入信号控制单元，功率放大器和扬声器阵列构成；所述输入信号控制单元的输出端通过音频线连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端通过音频线连接扬声器阵列；所述扬声器阵列由4个中低频扬声器和8个中高频扬声器组成；所述4个中低频扬声器布置在汽车车门标配的4个车载扬声器位置处；所述8个中高频扬声器安装在车顶上，其中4个中高频扬声器置于汽车前区与后区的中间处，剩余4个中高频扬声器置于前后四个乘客位置的头顶上方；该方法包括以下步骤：1)采用梳状扫描电声传递函数测量方法，测量扬声器阵列分别到汽车前区和后区内控制点的电声传递函数ZF(f)和ZR(f)，如式(1)和式(2)所示；式中，ZF(f)为扬声器阵列到前区内M个控制点的电声传递函数矩阵；ZR(f)为扬声器阵列到后区内N个控制点的电声传递函数矩阵；L为扬声器个数；hFml(f)表示第l个扬声器到前区第m个控制点的电声传递函数，l＝1,2，...L，m＝1,2，...M，计算式如式(3)所示： h F m l ( f ) = Y m l ( f ) X l ( f ) - - - ( 3 ) ]]>hRnl(f)表示第l个扬声器到后区第n个控制点的电声传递函数，n＝1,2，...N，计算式如式(4)所示： h R n l ( f ) = Y n l ( f ) X l ( f ) - - - ( 4 ) ]]>式(3)和式(4)中，Xl(f)为第l个扬声器的输入电信号；Yml(f)为基于第l个扬声器发声，采集得到的前区第m个控制点的声信号；Ynl(f)为基于第l个扬声器发声，采集得到的后区第n个控制点的声信号；f表示在频域内；2)根据乘客需求，定义控制场景；控制场景为设置前区为明区、后区为暗区，即ZB(f)＝ZF(f)，ZD(f)＝ZR(f)；或者后区为明区、前区为暗区，即ZB(f)＝ZR(f)，ZD(f)＝ZF(f))；ZB(f)，ZD(f)分别表示频域内明区和暗区的电声传递函数矩阵；定义控制场景后，构建用于车内声场分区域控制的频域内的控制模型，如式(5)所示： min q | | p D ( f ) | | 2 2 s . t <