具体实施方式

出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本申请的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的针对路噪的主动降噪系统及包括其的车辆，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本申请的真实精神和范围。

图1-3分别示出了根据本申请的一些实施例的主动降噪系统，其中图2是属于清晰示出本发明的原理而对图1的简化，图3中的主动降噪系统示出了一些必要的部件。下文中将通过对图1-3中的示例穿插描述以期更好地说明本发明的原理。

本申请的一方面提供了一种针对路噪的主动降噪系统（以下简称降噪系统）。如图3所示，降噪系统30包括传感器系统302、声学采集系统303、处理器301以及音频输出系统304。其中，传感器系统302包括了拾取关于路噪的加速度信号的一个或多个传感器（图3中未示出，将结合其他示例加以说明）；声学采集系统303包括了采集声音信号的一个或多个声学采集器（图3中未示出，将结合其他示例加以说明）；处理器301被配置成根据加速度信号、声音信号生成相对于路噪的反相声波信号；音频输出系统304包括了输出反相声波信号的一个或多个扬声器。并且，传感器系统302中的至少部分传感器拾取到的加速度信号还用于主动悬架控制；声学采集系统303采集到的声音信号还用于与语音相关的业务；和音频输出系统304还用于输出多媒体音频信号。

在图2的示例中，降噪系统20包括如下的子系统：传感器系统202、声学采集系统203、处理器201以及音频输出系统204。此外，图2中还示出了若干可选子系统。

如图2所示，降噪系统20的传感器系统202包括了若干振动加速度传感器（在本文中简称传感器），这些传感器机械地耦合到悬架系统（图2中未示出），从而可以拾取因车轮在路面上运动引起的加速度信号。另一方面，由于路噪也是因运动引起的，这些加速度信号也是与路噪关联的，因而可以用于作为降低路噪的基础数据。

传感器系统202中的至少部分传感器拾取到的加速度信号还用于主动悬架控制。例如，图示的传感器2021、2022是车型原设计（未配备有降噪系统）中已有的，其用于主动悬架控制。在一些示例中，传感器2021、2022所拾取的加速度信号也能用于抑制路噪，因而传感器2021、2022是主动悬架控制系统与降噪系统20所共用的。在一些示例中，传感器2023是为了进一步提高降噪效果而引入的。此时，传感器2023可能被标定成对振动频率敏感，因而其拾取的信号更适于用于抑制路噪。

在一些示例中，车型原设计中已有的传感器2022也可能被标定为对振动幅值敏感，因而其拾取的信号更适于用于悬架控制。此时，主动悬架控制系统与降噪系统20所共用的传感器将仅是传感器2021。

在一些示例中，图示的全部传感器2021、2022、……、2023所拾取的加速度信号在作为主动悬架控制的输入信号的同时，也用于抑制路噪。以此方式，传感器系统202将得到最大程度的共用。

在本申请的一些实施例中，以上描述的传感器安装位置可以为悬架系统的车身侧安装点、减振支撑塔等。根据实际车辆标定结果，整车可能需要4~8个传感器。

在本申请的一些实施例中，以上描述的传感器安装位置基于传感器可探振动幅值的范围、可探路面激励传递的灵敏度来标定。例如，为了最大化共用传感器系统202中的传感器，可以同时基于传感器（例如轴承上）可探振动幅值的范围、可探路面激励传递的灵敏度来标定各个传感器的位置，使得能够在二者（可探振动幅值的范围、可探路面激励传递的灵敏度）之间找到平衡点。

图1的降噪系统10中示出了传感器系统101的布置方式，为示意的目的，仅表示了传感器系统101中的两个传感器。如图所示，其中悬架系统1012介于轮胎1011与副车架1013之间，而传感器1014、1015可以机械地耦合到悬架系统1012，从而拾取与路噪相关的加速度信号。拾取到的信号将被发往处理器103，用于执行噪声抑制。

返回图2，降噪系统20的声学采集系统203包括了布置在头枕内和/或头枕上方顶棚内的一个或多个声学采集器。如图2所示，声学采集器2031、2032、……、2033被布置在头枕内和/或头枕上方顶棚内，用于采集声音信号。声学采集系统203中的声学采集器2031、2032、……、2033所采集到的声音信号还用于与语音相关的业务，例如，可以用于语音识别、车机对话、免提通话等。声学采集器的具体示例可以为麦克风等。

在本申请的一些实施例中，在一些高端车型中可以在每个乘员位的头枕内、头枕上方顶棚内布置声学采集器，从而使得采集每个乘员位的声音信号成为可能，也为每个乘员位提供路噪抑制的可能性。

图1的降噪系统10中示出了由声学采集器1091和1092构成的声学采集系统，其中，声学采集器1091和声学采集器1092分别布置在驾驶位、副驾驶位的头枕内。由于贴近乘员布置，声学采集器1091和声学采集器1092可以更清晰地采集乘员的声音，从而可以例如提高语音识别的准确率。此外，声学采集器1091和1092采集的声音信号将作为降噪系统10的自适应前馈式降噪的残余噪声输入到处理器103中。尽管图中示出为每个乘员位布置一个声学采集器，但是还可以为每个乘员或者其中一些乘员位布置更多的声学采集器。例如，可以在驾驶位的头枕上方顶棚内布置额外的声学采集器，从而进一步提高驾驶位的语音识别和噪声抑制效果。

返回图2，降噪系统20的处理器201被配置成根据来自传感器系统202的加速度信号、来自声学采集系统203的声音信号生成相对于路噪的反相声波信号。例如，处理器201中可以执行主动降噪算法，对输入的加速度信号、声音信号进行处理，进而得到反相声波信号。在此，生成的反相声波信号为电信号形式。可以利用下文描述的各类扬声器播放以抵消路噪。

除了用于降噪系统20外，在本申请的一些实施例中，处理器201还可以复用为影音系统的控制器、功率放大器的控制器、智能驾驶系统的控制器、悬架系统的控制器或者中央域控制器。如图1所示，降噪系统10的处理器103可以与影音系统104的控制器、功率放大器106的控制器、智能驾驶系统的控制器（未示出）、悬架系统1012的控制器或者中央域控制器（未示出）集成共用，从而共享算力，以进一步降低系统开发成本。

图1的降噪系统10中示出了包括多个引脚的处理器103，其中输入了来自传感器系统101的加速度信号、来自声学采集系统的声音信号，并利用处理器103执行主动降噪算法，从而得到反相声波信号输入到混音器105中。在混音器105中，输入的反相声波信号将与来自影音系统104的音频信号混合，再经过功率放大器106进行放大处理。处理后的信号可以经由车内的各种扬声器播放。

返回图2，降噪系统20的音频输出系统204包括布置在车门位置的扬声器2041-2043，扬声器2041-2043可以被配置成输出反相声波信号。在一些示例中，音频输出系统204还用于输出多媒体音频信号。例如，图1中示出的包括扬声器1081、1082和头枕扬声器1083、1084的音频输出系统108用于输出经混音器105混合并经功率放大器106放大的信号。当然，在不输出多媒体音频信号、反相声波信号时，音频输出系统108也可仅输出反相声波信号、多媒体音频信号。

在本申请的一些实施例中，扬声器被配置成输出多媒体音频信号以及反相声波信号中低于预定频率的部分。例如，图2所示的扬声器2041-2043（或者，图1所示的扬声器1081、1082）可能具有较好的中低频响应特性，因而可以利用其输出多媒体音频信号和反相声波信号中低于预定频率（例如，400Hz）的部分，从而抵消原始路噪中的中低频成分。

在本申请的一些实施例中，音频输出系统还包括布置在头枕内和/或头枕上方顶棚内的一个或多个降噪扬声器，其用于输出反相声波信号中高于或等于预定频率的部分。例如，图2所示的音频输出系统204还包括对中高频响应较好的降噪扬声器2044-2046，这些降噪扬声器可以布置在头枕内、头枕上方顶棚内，从而在乘员周围播放反相声波信号中高于或等于预定频率（例如，400Hz）的部分，从而实现针对乘员区域（具体而言，乘员的人耳附近）的路噪抑制。此时，抑制针对的主要是原始路噪中的中高频成分。当然，在一些示例中，也可以根据标定结果决定是否需要布置头枕内、头枕上方顶棚内的降噪扬声器。在图1的示例中，音频输出系统10包括的头枕扬声器1083、1084也用于抑制原始路噪中的中高频成分。

在本申请的一些实施例中，降噪扬声器布置在每个乘员位的头枕内和/或头枕上方顶棚内。若有针对多乘员的降噪需求，还可以为诸如高端车型的每个乘员位布置如上所述对中高频响应较好的降噪扬声器，例如，可以布置在每个乘员位的头枕内、头枕上方顶棚内。

返回图2，在本申请的一些实施例中，降噪系统20还包括连接到CAN系统的CAN信息提取单元205。CAN信息提取单元205可以提取状态信息，状态信息可以为乘员数量和位置信息、车速信息、门窗启闭信息等。此时，处理器201将还根据状态信息生成反相声波信号。例如，若CAN信息提取单元205提取到的信息表明车内仅有驾驶员一人，其他乘员位均空闲。此时，处理器201将根据这一状态信息，主要处理声学采集系统203中与驾驶位相关的声学采集器（例如，驾驶位头枕内、头枕上方顶棚内布置声学采集器）所采集的声音信号，并且通过音频输出系统204所输出的反相声波信号也针对驾驶位（例如，驱动音频输出系统204的驾驶位头枕内、头枕上方顶棚内的降噪扬声器播放反相声波信号的中高频成分，并驱动音频输出系统204的扬声器以驾驶位为声场中心输出反相声波信号的中低频成分）。再如，输出的反相声波信号也可以随车速调整最终输出的声音的响度。在图1的示例中，CAN信息提取单元102也连接到了处理器103的一个端口，用于向其传输状态信息。

在本申请的一些实施例中，降噪系统还包括头部跟踪系统，头部跟踪系统包括一个或多个图像捕捉装置和图像识别装置。如图2所示，降噪系统20还包括头部跟踪系统206，其中，头部跟踪系统206还包括一个或多个图像捕捉装置和图像识别装置。在图1的示例中，头部跟踪系统107包括图像捕捉装置1071和图像识别装置（未示出）。图像捕捉装置1071用于捕捉车内图像，图像识别装置从车内图像中识别乘员头部位置。如图所示，其中示出了图像识别装置识别出的头部，并识别出了头部的两耳1072、1073的位置。此时，处理器103将还根据头部位置生成反相声波信号。具体而言，两耳1072、1073的位置信息将发送至处理器103，处理器103将据此实时更新从诸如头枕内布置的扬声器到人耳的传递函数，从而根据头部两耳1072、1073的位置调整音频输出系统108中各扬声器的输出信号，特别是音频输出系统108中头枕扬声器1083、1084的输出信号。

在本申请的一些实施例中，头部跟踪系统还用于监测驾驶员状态。例如，可以通过图1中所示的图像捕捉装置1071捕捉车内图像，并通过图像识别装置从车内图像中识别驾驶员的视线朝向等信息，从而监测驾驶员的状态。

本申请的另一方面提供了一种车辆，其包括如上文所述的任意一种降噪系统。在车辆中，降噪系统将可以共用原有的加速度传感器、声学采集器、处理器以及扬声器等硬件设备，从而可以降低车辆内部各个分系统之间的干扰，使得车辆内部系统的复杂程度降低。此外，硬件共用也能降低开发、投产的成本。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员可以根据本申请所披露的技术范围想到其他可行的变化或替换，此等变化或替换皆涵盖于本申请的保护范围之中。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征还可以相互组合。本申请的保护范围以权利要求的记载为准。