CN107086034B - 一种车载主动降噪***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种车载主动降噪***，本发明通过算法芯片及电路可以直接将麦克接收到的噪声频率做出判断，找到区域声场，从而发出反相声波，抵消噪声，不需要输入汽车引擎转速信息，通过麦克直接接收到噪声，不需要通过输入汽车引擎转速来输出降噪后的声音，对风、轮胎、引擎、震动、内饰发出的噪声具有良好的降噪效果，电动车也可以使用，降噪***通过麦克风阵列实时计算所有噪声声场不依赖引擎数据，对引擎、风噪、胎噪震动噪声都有良好的效果，在电动车场景更加实用，也不需要通过适配车型转速，即装即用。

Description

一种车载主动降噪***及方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种车载主动降噪***及方法。
背景技术
目前主要的降噪***是耳机式主动降噪***，其范围是一维的、单点的。原理是通过麦克输入噪声、喇叭输出一维的平面降噪声波的过程来实现降噪，过程比较简单，耳机与人耳距离较近，发出的降噪声波到达降噪目标点不会发生变化，但不适用于区域的空间，耳机与喇叭不再同一区域里，互不干扰，降噪噪声不会影响麦克风输入，不会产生干扰，而现有汽车主动降噪***其针对的范围是区域的、多维的空间，原理则是通过麦克及汽车引擎的转速输入，驱动汽车音响输出和噪声反相的降噪声波，和噪声在空间叠加来实现降噪，过程比耳机复杂，由于汽车场景需要区域降噪所以需对整体的声场而不是单点位置声音进行计算处理，然而现有汽车ANC***不能通过若干点麦克风采集信息实现实时的整体声场计算，所以针对风噪、胎噪、震动噪声都依据单点声音信息来估计，效果不明显，对于引擎噪声，***需要额外输入引擎的转速信息，来辅助计算引擎噪声声场分布，***针对特定车型预实验测量并记录不同引擎转速情况下的声音场状态，在实际汽车工况下通过差值的方式来估算当前状态的引擎噪声声场分布，该***对引擎噪声降噪效果明显，对风噪、胎噪、震动噪声等其他噪声降噪效果不明显，同时该***需要和汽车电脑通信获取实时的转速输入，部署难度高，仅支持汽车厂商预装，需要对每种车型针对性的进行预实验，测量记录不同转速的引擎噪声声场信息，适配性差。
发明内容
本发明旨在提供一种车载主动降噪***及方法。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案，一种车载主动降噪***，该***包括电源***、输入模块、输出模块和计算模块，输入模块连接计算模块，计算模块连接输出模块，输入模块具体是噪声信息输入模块，计算模块包括DSP 芯片，输出模块包括DAC模块、D类放大器和扬声器，噪声信息输入模块包括麦克风阵列和ADC模块，麦克风阵列连接ADC模块，麦克风阵列包括采集噪声信息的麦克风、前置放大模块和音频放大器，多组麦克风阵列将采集到的噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，上述音频放大器、ADC模块、DSP芯片、DAC模块和D类放大器分别与ARM最小***连接，音频放大器与D类放大器通过和ARM最小***的连接可以精确控制信号的放大参数控制，噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小***对麦克风阵列采集的多通道噪声信息即对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有50％的叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，输入模块将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至计算模块的DSP芯片，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场，同时计算模块根据输出模块的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，而后引入降噪声场描述方程，即噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列，DSP芯片将所述的扬声器电信号阵列发送至输出模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按ARM最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪，此时噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
一种车载主动降噪方法，该方法包括如下步骤：
S1、麦克阵列采集噪声信息，麦克风将采集到的环境噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，ARM最小***连接音频放大器以控制放大系数；
S2、多通道噪声信息预处理，步骤S1得到的噪声信息输送至ADC模块后由 ARM最小***对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，最后将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至DSP芯片；
S3、运行声场计算算法实时计算出噪声分布，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场；
S4、运行主动降噪声波算法计算出降噪声波，DSP芯片根据扬声器的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过对扬声器的测试可以计算得出，扬声器的电信号驱动声场的映射函数在该扬声器的硬件制作出厂时就已确定，而后引入降噪声场描述方程，即上述步骤S3计算出的噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列；
S5、***驱动扬声器发出反相降噪声波，DSP芯片将步骤S4得到的扬声器电信号阵列发送至DAC模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按 ARM最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪；
S6、误差反馈，噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
进一步地，步骤S2得到的得到麦克风阵列的对应监测点的统计声压数据阵列为，PXf(Xi，f)，i：1，2，3，…m；Xi是每个监测点的位置坐标，m是监测点的个数，f是监测点采集到信号的频率域统计声压值。
进一步地，步骤S3中确定一组基用于描述噪声，基相当于坐标轴，用不同的坐标轴的形式来描述整个空间，根据应用场景不同可以选取声音辐射模态、空腔模态、多级子等多种不同的基来描述整个声场，一组基用Ψk(X，f)来表示， k是基的向量个数，X是空间的位置，f是声音的频率分布，声场用P(X,f)来表述：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000031
声场理论上有无穷多个向量个数，即k是无穷个***仅引入一部分的向量来计算，对此***引入N个向量来计算，N<k，N的选取是根据场景声场的复杂度、计算量要求、硬件成本、精确性要求综合来选取；
而为了计算出之前公式中的Ck系数阵列，引入误差描述方程：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000041
误差描述方程中m是监测点的个数，J1是用于描述监测点位置计算值和实测值的误差的方差，通过误差方程计算Ck系数阵列的目标是确定Ck的系数值，使得误差方程J1值最小，写成矩阵形式，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000042
对Ψk做每个基向量的基函数运算，并写成矩阵形式，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000043
J1的表达式写成矩阵形式：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000044
具体方法是对J1求导，使导数等于零，解方程得到：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000045
并进一步推导得出：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000046
运算得到Ck系数阵列的表达式：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000047
最终得到
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000048
其中m是监测点的个数，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000049
是解方程展开系数矩阵，最终得到Ck系数阵列。
进一步地，步骤S4中确定扬声器阵列的个数为L，每个扬声器给定一个驱动电信号，可以形成特定的声场，q1是第1号扬声器驱动的电信号，Φ1(X，f)是第1号扬声器电信号对应声音分布的映射函数，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，先计算出整体控制声场Pc(X，f)，整体控制声场的描述，为所有扬声器阵列的声场叠加：
Figure DEST_PATH_GDA00013327636600000410
而后引入降噪声场描述方程J2：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000051
其中Ω代表降噪的目标空间，表示J2是对Ω空间的积分L是扬声器的个数，q 是扬声器的电信号驱动，N是所选取的基的向量个数，即该声场计算空间的维度个数，J2是噪声声场和降噪控制声场的叠加，即是降噪结果声场的描述方程，解该方程就是选取一组合适的电信号q，使得J2值最小，具体方法是如同步骤 S3一般对J2求导，使导数等于零，所以展开方程：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000052
由此得到扬声器阵列，电信号的驱动数值表达式，***输出该组电信号驱动扬声器阵列发出降噪控制声场，与原噪声场叠加后，使得整体***完成降噪的工作。
进一步地，步骤S2中应保证每段时间片有50％的叠加部分。
本发明通过算法芯片及电路可以直接将麦克接收到的噪声频率做出判断，找到区域声场，从而发出反相声波，抵消噪声，不需要输入汽车引擎转速信息，通过麦克直接接收到噪声，不需要通过输入汽车引擎转速来输出降噪后的声音，对风、轮胎、引擎、震动、内饰发出的噪声具有良好的降噪效果，电动车也可以使用，原有汽车降噪***对汽车引擎降噪效果明显，对其他噪声降噪效果不明显，而电动车和内燃机不同电机噪声很小，其他噪声是主要噪声成分，所以现有的汽车降噪***在电动那个车场景降噪整体效果不明显，我们的降噪***通过麦克风阵列实时计算所有噪声声场不依赖引擎数据，对引擎、风噪、胎噪震动噪声都有良好的效果，在电动车场景更加实用，也不需要通过适配车型转速，即装即用。
附图说明
图1是本发明车载主动降噪***的示意图；
图2是本发明车载主动降噪方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照图1描述根据本发明实施例的一种车载主动降噪***，该***包括电源***、输入模块、输出模块和计算模块，输入模块连接计算模块，计算模块连接输出模块，输入模块具体是噪声信息输入模块，计算模块包括DSP芯片，输出模块包括DAC模块、D类放大器和扬声器，噪声信息输入模块包括麦克风阵列和ADC模块，麦克风阵列连接ADC模块，麦克风阵列包括采集噪声信息的麦克风、前置放大模块和音频放大器，多组麦克风阵列将采集到的噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，上述音频放大器、ADC模块、DSP芯片、DAC模块和D类放大器分别与ARM最小***连接，音频放大器与D类放大器通过和ARM最小***的连接可以精确控制信号的放大参数控制，噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小***对麦克风阵列采集的多通道噪声信息即对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有50％的叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，输入模块将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至计算模块的DSP芯片，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场，同时计算模块根据输出模块的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，而后引入降噪声场描述方程，即噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列，DSP芯片将所述的扬声器电信号阵列发送至输出模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按ARM 最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪，此时噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
一种车载主动降噪方法，该方法包括如下步骤：
S1、麦克阵列采集噪声信息，麦克风将采集到的误差描述噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，ARM最小***连接音频放大器以控制放大系数；
S2、多通道噪声信息预处理，步骤S1得到的噪声信息输送至ADC模块后由 ARM最小***对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有50％的叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，最后将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至DSP芯片；
S3、运行声场计算算法实时计算出噪声分布，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场；
S4、运行主动降噪声波算法计算出降噪声波，DSP芯片根据扬声器的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，而后引入降噪声场描述方程，即上述步骤S3计算出的噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列；
S5、***驱动扬声器发出反相降噪声波，DSP芯片将步骤S4得到的扬声器电信号阵列发送至DAC模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按 ARM最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪；
S6、误差反馈，此时汽车作为颈周边的误差描述噪声输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
进一步地，步骤S2得到的得到麦克风阵列的对应监测点的统计声压数据阵列为，PXf(Xi，f)，i：1，2，3，…m；Xi是每个监测点的位置坐标，m是监测点的个数，f是监测点采集到信号的频率域统计声压值。
进一步地，步骤S3中确定一组基用于描述噪声，基相当于坐标轴，用不同的坐标轴的形式来描述整个空间，根据应用场景不同可以选取声音辐射模态、空腔模态、多级子等多种不同的基来描述整个声场，一组基用Ψk(X，f)来表示， k是基的向量个数，X是空间的位置，f是声音的频率分布，声场用P(X,f)来表述：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000081
声场理论上有无穷多个向量个数，即k是无穷个***仅引入一部分的向量来计算，对此***引入N个向量来计算，N<k，N的选取是根据场景声场的复杂度、计算量要求、硬件成本、精确性要求综合来选取；
而为了计算出之前公式中的Ck系数阵列，引入误差描述方程：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000082
误差描述方程中m是监测点的个数，J1是用于描述监测点位置计算值和实测值的误差的方差，通过误差方程计算Ck系数阵列的目标是确定Ck的系数值，使得误差方程J1值最小，写成矩阵形式，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000083
对Ψk做每个基向量的基函数运算，并写成矩阵形式，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000084
J1的表达式写成矩阵形式：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000085
具体方法是对J1求导，使导数等于零，解方程得到：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000091
并进一步推导得出：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000092
运算得到Ck系数阵列的表达式：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000093
最终得到
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000094
其中m是监测点的个数，
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000095
是解方程展开系数矩阵，最终得到Ck系数阵列。
进一步地，步骤S4中确定扬声器阵列的个数为L，每个扬声器给定一个驱动电信号，可以形成特定的声场，q1是第1号扬声器驱动的电信号，Φ1(X，f)是第1号扬声器电信号对应声音分布的映射函数，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，先计算出整体控制声场Pc(X，f)，整体控制声场的描述，为所有扬声器阵列的声场叠加：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000096
而后引入降噪声场描述方程J2：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000097
其中Ω代表降噪的目标空间，表示J2是对Ω空间的积分L是扬声器的个数，q 是扬声器的电信号驱动，N是所选取的基的向量个数，即该声场计算空间的维度个数，J2是噪声声场和降噪控制声场的叠加，即是降噪结果声场的描述方程，解该方程就是选取一组合适的电信号q，使得J2值最小，具体方法是如同步骤 S3一般对J2求导，使导数等于零，所以展开方程：
Figure DEST_PATH_GDA0001332763660000098
由此得到扬声器阵列，电信号的驱动数值表达式，***输出该组电信号驱动扬声器阵列发出降噪控制声场，与原噪声场叠加后，使得整体***完成降噪的工作。
本发明通过算法芯片及电路可以直接将麦克接收到的噪声频率做出判断，找到区域声场，从而发出反相声波，抵消噪声，不需要输入汽车引擎转速信息，通过麦克直接接收到噪声，不需要通过输入汽车引擎转速来输出降噪后的声音，对风、轮胎、引擎、震动、内饰发出的噪声具有良好的降噪效果，电动车也可以使用，原有汽车降噪***对汽车引擎降噪效果明显，对其他噪声降噪效果不明显，而电动车和内燃机不同电机噪声很小，其他噪声是主要噪声成分，所以现有的汽车降噪***在电动那个车场景降噪整体效果不明显，我们的降噪***通过麦克风阵列实时计算所有噪声声场不依赖引擎数据，对引擎、风噪、胎噪震动噪声都有良好的效果，在电动车场景更加实用，也不需要通过适配车型转速，即装即用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种车载主动降噪***，其特征在于，该***包括电源***、输入模块、输出模块和计算模块，输入模块连接计算模块，计算模块连接输出模块，输入模块具体是噪声信息输入模块，计算模块包括DSP芯片，输出模块包括DAC模块、D类放大器和扬声器，噪声信息输入模块包括麦克风阵列和ADC模块，麦克风阵列连接ADC模块，麦克风阵列包括采集噪声信息的麦克风、前置放大模块和音频放大器，多组麦克风阵列将采集到的噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，上述音频放大器、ADC模块、DSP芯片、DAC模块和D类放大器分别与ARM最小***连接，音频放大器与D类放大器通过和ARM最小***的连接可以精确控制信号的放大参数控制，噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小***对麦克风阵列采集的多通道噪声信息即对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有50％的叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，输入模块将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至计算模块的DSP芯片，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场，同时计算模块根据输出模块的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，而后引入降噪声场描述方程，即噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列，DSP芯片将所述的扬声器电信号阵列发送至输出模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按ARM最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪，此时噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
2.如权利要求1所述***的一种车载主动降噪方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、麦克阵列采集噪声信息，麦克风将采集到的环境噪声信息经前置放大模块和音频放大器放大后输送至ADC模块将模拟信号转换为数字信号，ARM最小***连接音频放大器以控制放大系数；
S2、多通道噪声信息预处理，步骤S1得到的噪声信息输送至ADC模块后由ARM最小***对每个麦克风阵列监测点对应的一路信号均进行进行预处理，在进过数模转换后先进行数据切片，即按时间均匀切分采集信号，并保证每段时间片有叠加部分，随后对每个时间片的数据进行FFT傅立叶变换，使每个时间片得到一组频率分布的频率域函数，再对所有时间片的频率域函数做均值计算得到麦克风阵列对应监测点的统计声压数据阵列，最后将监测点的声压信号频率域数据阵列输送至DSP芯片；
S3、运行声场计算算法实时计算出噪声分布，DSP芯片加载有ARM最小***的计算噪声声场的算法，通过确定一组基来用于描述区域的噪声声场，基是根据场景的不同的坐标系来描述声场，声场与该组基之间存在一个系数阵列，而为了计算出该组系数阵列，引入误差描述方程，即声压信号频率域数据阵列与声场计算值之间的方差，在方差最小的情况下，反向解方程即可得到相应的声场系数阵列，从而计算出噪声声场；
S4、运行主动降噪声波算法计算出降噪声波，DSP芯片根据扬声器的个数及扬声器的映射函数来计算整体控制声场，控制声场是扬声器阵列的声场叠加，扬声器的映射函数通过对扬声器的测试可以计算得出，扬声器的电信号驱动声场的映射函数在该扬声器的硬件制作出厂时就已确定，而后引入降噪声场描述方程，即上述步骤S3计算出的噪声声场与控制声场叠加后的降噪结果声场，在确定了噪声声场和控制声场的映射函数的情况下，再确定最小的降噪结果声场，反向解方程即可得出最合适的扬声器电信号阵列；
S5、***驱动扬声器发出反相降噪声波，DSP芯片将步骤S4得到的扬声器电信号阵列发送至DAC模块，经DAC模块转换为模拟信号后再经过D类放大器按ARM最小***加载的放大参数放大后输送至扬声器发出反相降噪声波形成噪声控制声场完成降噪；
S6、误差反馈，噪声信息输入模块会测量降噪的结果并判断降噪效果是否达标，进行误差反馈，若不达标则计算新的噪声声场并重复上述降噪过程。
3.如权利要求2所述一种车载主动降噪方法，其特征在于，步骤S2得到的得到麦克风阵列的对应监测点的统计声压数据阵列为PXf(Xi，f)，i：1，2，3，…m；Xi是每个监测点的位置坐标，m是监测点的个数，f是监测点采集到信号的频率域统计声压值。
4.如权利要求3所述一种车载主动降噪方法，其特征在于，步骤S3中确定一组基用于描述噪声，基相当于坐标轴，用不同的坐标轴的形式来描述整个空间，根据应用场景不同可以选取声音辐射模态、空腔模态、多级子等多种不同的基来描述整个声场，一组基用Ψk(X，f)来表示，k是基的向量个数，X是空间的位置，f是声音的频率分布，声场用P(X,f)来表述：
Figure FDA0002512854340000021
声场理论上有无穷多个向量个数，即k是无穷个***仅引入一部分的向量来计算，对此***引入N个向量来计算，N<k，N的选取是根据场景声场的复杂度、计算量要求、硬件成本、精确性要求综合来选取；
而为了计算出之前公式中的Ck系数阵列，引入误差描述方程：PXf(Xi，f)
Figure FDA0002512854340000031
误差描述方程中m是监测点的个数，J1是用于描述监测点位置计算值和实测值的误差的方差，通过误差方程计算Ck系数阵列的目标是确定Ck的系数值，使得误差方程J1值最小，写成矩阵形式，
Figure FDA0002512854340000032
对Ψk做每个基向量的基函数运算，并写成矩阵形式，
Figure FDA0002512854340000033
J1的表达式写成矩阵形式：
Figure FDA0002512854340000034
具体方法是对J1求导，使导数等于零，解方程得到：
Figure FDA0002512854340000035
并进一步推导得出：
Figure FDA0002512854340000036
运算得到Ck系数阵列的表达式：
Figure FDA0002512854340000037
最终得到
Figure FDA0002512854340000038
其中m是监测点的个数，
Figure FDA0002512854340000039
是解方程展开系数矩阵，最终得到Ck系数阵列。
5.如权利要求4所述一种车载主动降噪方法，其特征在于，步骤S4中确定扬声器阵列的个数为L，每个扬声器给定一个驱动电信号，可以形成对应的声场，q1是第l号扬声器驱动的电信号，Φ1(X，f)是第l号扬声器电信号对应声音分布的映射函数，扬声器的映射函数通过控制电信号驱动扬声器发声后预先测量声音分布数据就可以提前测量出，先计算出整体控制声场Pc(X，f)，整体控制声场的描述，为所有扬声器阵列的声场叠加：
Figure FDA00025128543400000310
而后引入降噪声场描述方程J2：
Figure FDA00025128543400000311
其中Ω代表降噪的目标空间，表示J2是对Ω空间的积分L是扬声器的个数，q是扬声器的电信号驱动，N是所选取的基的向量个数，即该声场计算空间的维度个数，J2是噪声声场和降噪控制声场的叠加，即是降噪结果声场的描述方程，解该方程就是选取一组合适的电信号q，使得J2值最小，具体方法是如同步骤S3一般对J2求导，使导数等于零，所以展开方程：
Figure FDA00025128543400000312
由此得到扬声器阵列，电信号的驱动数值表达式，***输出该组电信号驱动扬声器阵列发出降噪控制声场，与原噪声场叠加后，使得整体***完成降噪的工作。
6.如权利要求2所述一种车载主动降噪方法，其特征在于，步骤S2中应保证每段时间片有50％的叠加部分。
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