乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，克服目前車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)耗時(shí)繁瑣、工作量大的問(wèn)題。該方法步驟為：1.利用人工頭或兩個(gè)傳聲器采集車內(nèi)噪聲信號(hào)；2.采用聽(tīng)覺(jué)外周計(jì)算模型計(jì)算A聲級(jí)和聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)；3.車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)：對(duì)噪聲樣本進(jìn)行聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)，得到測(cè)試數(shù)據(jù)的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果；4.建立車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型：以車內(nèi)A聲級(jí)、車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)遺傳算法改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型；5.以重要影響的客觀參量與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果重建聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型；6.建立車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
【專利說(shuō)明】乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法。更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們不僅要求汽車“安靜”，還關(guān)心車內(nèi)噪聲的頻率組成成分，聲音的舒適性等因素，即考慮聲音的質(zhì)量。傳統(tǒng)汽車噪聲控制技術(shù)中，只強(qiáng)調(diào)噪聲量級(jí)的大小，認(rèn)為噪聲級(jí)越低越好。但是由于人的主觀因素介入，會(huì)出現(xiàn)用dB(A)測(cè)量是達(dá)標(biāo)的，但感覺(jué)是騷擾性的，用dB(A)測(cè)量大的聲音，而感覺(jué)上比聲音小的更為悅耳。因此，在傳統(tǒng)技術(shù)指導(dǎo)下完成的車輛，車內(nèi)環(huán)境往往過(guò)于沉悶壓抑，主觀感受差，嚴(yán)重影響車內(nèi)的舒適性，制約其在市場(chǎng)競(jìng)的爭(zhēng)力。
[0003]車內(nèi)聲品質(zhì)是在滿足人和環(huán)境的要求下，評(píng)價(jià)主體的人對(duì)車內(nèi)噪聲的主觀感受，它能全面反映乘客對(duì)車內(nèi)聲音的總體感受。對(duì)車內(nèi)聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)法采用問(wèn)卷調(diào)查或主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)等形式，對(duì)主觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析等方法，獲得適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)以描述車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀感知特征，試驗(yàn)結(jié)果與人的主觀感受有著很好的一致性，缺點(diǎn)是整個(gè)過(guò)程繁瑣且工作量較大?？陀^評(píng)價(jià)方法是通過(guò)分析和測(cè)量的方法得到汽車車內(nèi)噪聲的參數(shù)，評(píng)價(jià)車內(nèi)噪聲的好壞，客觀性較強(qiáng)，但忽略了人的主觀感受。而如今，相關(guān)機(jī)構(gòu)都致力于建立車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)試之間的關(guān)系，即不僅定性而且定量地描述車內(nèi)聲品質(zhì)。但是以上方法都有局限性，無(wú)法系統(tǒng)的對(duì)車內(nèi)聲品質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。準(zhǔn)確而高效的進(jìn)行車內(nèi)聲品質(zhì)預(yù)測(cè)，對(duì)于汽車聲學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化、車內(nèi)噪聲的評(píng)價(jià)、分析與控制都具有重要意義。因此，目前急需一種車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)方法，在汽車產(chǎn)品的樣機(jī)研制階段為車內(nèi)聲品質(zhì)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)耗時(shí)繁瑣、工作量大的問(wèn)題，提供了一種乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法的步驟如下:
[0007]I)利用人工頭或兩個(gè)傳聲器米集車內(nèi)噪聲信號(hào):
[0008]將人工頭或兩個(gè)傳聲器安放在副駕駛員位置，采集車輛在勻速工況下的車內(nèi)噪聲信號(hào)，并對(duì)勻速工況下的車內(nèi)噪聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；
[0009]2)計(jì)算A聲級(jí)和聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù):
[0010]采用聽(tīng)覺(jué)外周計(jì)算模型計(jì)算車內(nèi)聲品質(zhì)的客觀心理聲學(xué)參數(shù)；
[0011]3)車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià):
[0012]對(duì)噪聲樣本進(jìn)行聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)，得到測(cè)試數(shù)據(jù)的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果；
[0013]4)建立車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型:[0014]以車內(nèi)A聲級(jí)、車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)遺傳算法改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型；
[0015]5)權(quán)重分析與重建評(píng)價(jià)模型:
[0016]通過(guò)權(quán)重分析找出對(duì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果有重要影響的客觀參量，以重要影響的客觀參量與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，重建穩(wěn)態(tài)工況下的聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型；
[0017]6)建立車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù):
[0018]具體測(cè)試中，建立不同車型的聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，作為整個(gè)乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)庫(kù)便于在車輛聲學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化中解決車內(nèi)聲品質(zhì)預(yù)測(cè)的對(duì)標(biāo)分析，更進(jìn)一步完善聲品質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)體系，為乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法建立一個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。
[0019]技術(shù)方案中所述的利用人工頭或兩個(gè)傳聲器采集車內(nèi)噪聲信號(hào)的步驟如下:
[0020]I)將人工頭或兩個(gè)傳聲器放在副駕駛員處，即人工頭的位置為人的正常坐姿、兩個(gè)傳聲器具體位置的垂直坐標(biāo)是座椅表面中線與橫坐標(biāo)是靠背表面中線交點(diǎn)以上0.7±0.05m處,兩個(gè)傳聲器對(duì)稱地布置于座椅表面與靠背的對(duì)稱面左右0.2±0.02m處；
[0021]2)測(cè)試對(duì)象選擇不同型號(hào)不同品牌的乘用車作為采集測(cè)試樣本的基礎(chǔ)，以乘用車型號(hào)的數(shù)量為準(zhǔn)，乘用車品牌和型號(hào)涵蓋市場(chǎng)上主流乘用車車型，保證同種型號(hào)選擇3~4種品牌的樣車，如轎車的A、B和C級(jí)車；
[0022]3)測(cè)試時(shí)對(duì)噪聲信號(hào)采集的工況要求，車輛變速器置最高檔，以10km/h~20km/h為一個(gè)步長(zhǎng)，從怠速到最高速度分別勻速行駛，記錄各個(gè)車速下車內(nèi)的噪聲水平，每個(gè)工況要求記錄2次,記錄時(shí)間大于30s ；
[0023]對(duì)各穩(wěn)態(tài)工況下采集的車內(nèi)噪聲的聲音樣本處理，需要經(jīng)過(guò)分段、截取以及篩選，各工況聲音樣本截取的長(zhǎng)度規(guī)定為5s左右,且要求盡量受外界干擾最小的穩(wěn)定噪聲信號(hào)；
[0024]測(cè)試樣本數(shù)量越多其最后的計(jì)算結(jié)果越精確，考慮測(cè)試成本和方法計(jì)算復(fù)雜度的要求，數(shù)量在70~150左右，至少保證30個(gè)。
[0025]技術(shù)方案中所述的采用聽(tīng)覺(jué)外周計(jì)算模型計(jì)算車內(nèi)聲品質(zhì)的客觀心理聲學(xué)參數(shù)的步驟如下:
[0026](I)提取兩個(gè)傳聲器采集左右耳聲壓級(jí)頻譜，并對(duì)其進(jìn)行頻帶分析，通過(guò)公式(2)
計(jì)算雙耳聲壓級(jí):
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法的步驟如下: 1)利用人工頭或兩個(gè)傳聲器采集車內(nèi)噪聲信號(hào): 將人工頭或兩個(gè)傳聲器安放在副駕駛員位置，采集車輛在勻速工況下的車內(nèi)噪聲信號(hào)，并對(duì)勻速工況下的車內(nèi)噪聲信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理； 2)計(jì)算A聲級(jí)和聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù): 采用聽(tīng)覺(jué)外周計(jì)算模型計(jì)算車內(nèi)聲品質(zhì)的客觀心理聲學(xué)參數(shù)； 3)車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià): 對(duì)噪聲樣本進(jìn)行聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)，得到測(cè)試數(shù)據(jù)的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果； 4)建立車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型: 以車內(nèi)A聲級(jí)、車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)遺傳算法改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立車內(nèi)聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型； 5)權(quán)重分析與重建評(píng)價(jià)模型: 通過(guò)權(quán)重分析找出對(duì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果有重要影響的客觀參量，以重要影響的客觀參量與聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，重建穩(wěn)態(tài)工況下的聲品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型； 6)建立車內(nèi)聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù): 具體測(cè)試中，建立不同車型的.聲品質(zhì)客觀心理聲學(xué)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，作為整個(gè)乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)庫(kù)便于在車輛聲學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化中解決車內(nèi)聲品質(zhì)預(yù)測(cè)的對(duì)標(biāo)分析，更進(jìn)一步完善聲品質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)體系，為乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法建立一個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。
2.按照權(quán)利要求1所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的利用人工頭或兩個(gè)傳聲器采集車內(nèi)噪聲信號(hào)的步驟如下: 1)將人工頭或兩個(gè)傳聲器放在副駕駛員處，即人工頭或兩個(gè)傳聲器具體位置的垂直坐標(biāo)是座椅表面中線與橫坐標(biāo)是靠背表面中線交點(diǎn)以上0.7±0.05m處,人工頭或兩個(gè)傳聲器對(duì)稱地布置于座椅表面與靠背的對(duì)稱面左右0.2±0.02m處； 2)測(cè)試對(duì)象選擇不同型號(hào)不同品牌的乘用車作為采集測(cè)試樣本的基礎(chǔ)，以乘用車型號(hào)的數(shù)量為準(zhǔn)，乘用車品牌和型號(hào)涵蓋市場(chǎng)上主流乘用車車型，保證同種型號(hào)選擇3~4種品牌的樣車，如轎車的A、B和C級(jí)車； 3)測(cè)試時(shí)對(duì)噪聲信號(hào)采集的工況要求，車輛變速器置最高檔，以10km/h~20km/h為一個(gè)步長(zhǎng)，從怠速到最高速度分別勻速行駛，記錄各個(gè)車速下車內(nèi)的噪聲水平，每個(gè)工況要求記錄2次,記錄時(shí)間大于30s ； 對(duì)各穩(wěn)態(tài)工況下采集的車內(nèi)噪聲的聲音樣本處理，需要經(jīng)過(guò)分段、截取以及篩選，各工況聲音樣本截取的長(zhǎng)度規(guī)定為5s左右,且要求盡量受外界干擾最小的穩(wěn)定噪聲信號(hào)； 測(cè)試樣本數(shù)量越多其最后的計(jì)算結(jié)果越精確，考慮測(cè)試成本和方法計(jì)算復(fù)雜度的要求，數(shù)量在70~150左右，至少保證30個(gè)。
3.按照權(quán)利要求1所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的采用聽(tīng)覺(jué)外周計(jì)算模型計(jì)算車內(nèi)聲品質(zhì)的客觀心理聲學(xué)參數(shù)的步驟如下: (I)提取兩個(gè)傳聲器采集左右耳聲壓級(jí)頻譜，并對(duì)其進(jìn)行頻帶分析，通過(guò)公式(2)計(jì)算雙耳聲壓級(jí):
4.按照權(quán)利要求1所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的建立車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型的步驟如下: 1)確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP的初始結(jié)構(gòu)和參數(shù)； 具體測(cè)試中，推薦一個(gè)3層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建車內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的客觀量化模型，輸入層為抖動(dòng)度、尖銳度、音調(diào)度、A聲級(jí)、雙耳響度、粗糙度和Al指數(shù)7個(gè)客觀參量組成的輸入向量X，節(jié)點(diǎn)數(shù)為7 ;輸出層為主觀聲品質(zhì)評(píng)價(jià)分值，節(jié)點(diǎn)數(shù)為I ;隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)主要由網(wǎng)絡(luò)的用途決定，合適的數(shù)目并沒(méi)有明確的理論規(guī)定，參考的經(jīng)驗(yàn)公式如下:
5.按照權(quán)利要求1所述的乘用車車內(nèi)噪聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述的權(quán)重分析與重建評(píng)價(jià)模型是指: 在具體測(cè)試中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP的連接權(quán)值計(jì)算輸入?yún)⒘繉?duì)輸出變量影響權(quán)重的方法，其數(shù)學(xué)計(jì)算方程如下:

【文檔編號(hào)】G01H17/00GK103471709SQ201310424300
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】梁杰, 張澧桐, 陳燕虹, 王登峰, 唐榮江, 錢堃, 吳文智, 王智博 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)