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电动汽车声音管理系统与声音模拟方法研究

电动汽车声音管理系统与声音模拟方法研究

作者：桂进辽宁工业大学

学位级别：硕士

电动汽车低速行驶时几乎是静音的,这大大地减少了城市噪音。与此同时,越来越多的研究与统计数据表明,电动汽车低速行驶时过于安静会使周围道路使用者难以察觉车辆靠近进而带来安全隐患。因此,本文对声音模拟方法进行了研究并在此基础上... 详细信息

电动汽车低速行驶时几乎是静音的,这大大地减少了城市噪音。与此同时,越来越多的研究与统计数据表明,电动汽车低速行驶时过于安静会使周围道路使用者难以察觉车辆靠近进而带来安全隐患。因此,本文对声音模拟方法进行了研究并在此基础上设计了一套电动汽车声音管理系统,旨在电动汽车低速行驶时能根据驱动电机转速实时模拟出逼真的、能指示车辆行驶状态的传统发动机声音,以此来提醒电动汽车周围的道路使用者。本文首先对声音模拟方法进行了研究,采用了一种基于粒子合成法的声音模拟方法。该方法是根据转速重新排列发动机声音单元样本以模拟出发动机声音。因此发动机声音单元样本的质量决定着模拟出的发动机声音的效果。而发动机声音单元样本又由提取出的发动机声音特征参数的精度所决定。鉴于此,本文在短时傅里叶变换基础上提出一种改进的非稳态信号特征参数提取方法。经过信号仿真试验证明,该方法有着较高的提取精度。其次,本文经查阅相关文献与资料,确定了发动机声音的组成成分并建立了发动机声音模型。采用改进的非稳态信号特征参数提取方法对一段经预处理后的、加速工况下的发动机声音信号进行特征参数提取。从主客观两方面对提取出的特征参数进行了可行性验证。结果证明,提取出的特征参数可用于发动机声音模拟。在发动机声音模型的基础上,对提取出的特征参数进行拟合,得到全转速范围内的声音单元样本。根据发动机转速将声音单元样本重新排列组合,模拟出了一段加速工况下的发动机声音。对模拟出的发动机声音进行主观评价,评价结果表明,模拟出的发动机声音保留了原始发动机声音的特点与成分,说明基于粒子合成法的声音模拟方法在发动机声音模拟上是可行的。接下来,根据声音模拟方法的原理以及电动汽车声音管理系统所要实现目的,对声音管理系统进行了模块化。根据各模块所负责的功能从软硬件两方面进行了详细设计,成功搭建了电动汽车声音管理系统。最后,以欧盟法规No.540/2014中关于车辆声音警示系统发出声音应具备的特点为试验评价标准,操作上位机软件模拟汽车CAN信号,对本文设计的电动汽车声音管理系统进行调试与试验。试验结果证明,本文设计的电动汽车声音管理系统能模拟出逼真的发动机声音,同时该声音能指示出电动汽车的行驶状态。

关键词：电动汽车非稳态信号特征参数发动机阶次声音声音模拟粒子合成法声音管理系统

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纯电动车座椅主动发声系统声音模拟技术研究

纯电动车座椅主动发声系统声音模拟技术研究

作者：谢林易重庆理工大学

学位级别：硕士

在新能源汽车行业迅速发展的时代背景下,纯电动车迅速占领市场,驱动电机代替传统的发动机。虽然纯电动车的噪声整体有所下降,但是路面噪声、轮胎噪声、空气动力噪声和电机的高频噪声更为突出。相对安静的行车环境使得驾驶员无法在声学... 详细信息

在新能源汽车行业迅速发展的时代背景下,纯电动车迅速占领市场,驱动电机代替传统的发动机。虽然纯电动车的噪声整体有所下降,但是路面噪声、轮胎噪声、空气动力噪声和电机的高频噪声更为突出。相对安静的行车环境使得驾驶员无法在声学上识别车辆行驶状态,失去发动机轰鸣声带来的驾驶乐趣。为了解决该问题,提出了纯电动车座椅主动发声系统声音模拟技术研究,在驾驶员座位头枕位置模拟发出发动机引擎的声音,用于增强驾驶员驾驶反馈与驾驶乐趣。为实现纯电动车座椅主动发声系统的声音模拟,本文首先研究主动发声技术的声音合成方法和建立声音样本库。为保证声音模拟出的发动机引擎声更为真实,对主动发声的声音失真进行研究。以上述研究为依据,建立完整的主动发声系统声音模拟设备。再利用模拟踏板调试试验和实车验证试验,验证纯电动车在驾驶员座椅头枕处搭载扬声器的主动发声系统声音模拟的可行性。通过分析发动机噪声阶次分布特点,拟定车内采集的发动机各工况噪声的处理与分析方法。研究粒子声音合成算法并追踪与处理原始样本的阶次特征来建立声音合成算法所需的声音的样本库。研究人耳听觉特征结合主动发声系统工作原理,找到主动发声失真的原因。利用阶次滤波的方法对声音的特征阶次成分进行阶次增强。建立Lab VIEW仿真程序研究各工况下匹配的声音合成策略。利用带阻滤波衰减峰值频率的原理来处理拍频现象。通过优化软件程序逻辑减小系统延迟带来的失真。探究采集CAN信号读取实时行驶参数并判断车辆行驶状态的方法。利用主观评价选择写入声音模拟程序的声音样本。对主动发声系统的硬件进行选型并对其硬件驱动,编写软件程序来搭建主动发声系统。搭建能模拟实车加速发送踏板CAN信号的声音调试系统,对声音模拟声效与主动发声软件程序进行调试。调试后的主动发声系统驱动驾驶员头枕处搭建的扬声器主动发声,并对纯电动车行驶状态下声音模拟发出的发动机引擎声音进行采集与分析。研究表明,对电动车驾驶员座椅头枕处搭建的扬声器模拟发声进行相关研究,验证了以声音粒子合成算法及其调取声音的样本库;声音阶次特征明显、声音匹配驾驶工况和设备声音失真小;在车辆启动、怠速、加速、减速和匀速行驶时可声音模拟出发动机引擎声音的主动发声系统的可行性。

关键词：纯电动车主动发声系统声音失真发声策略 CAN信号声音模拟

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飞行模拟器声音模拟子系统的设计与实现

飞行模拟器声音模拟子系统的设计与实现

作者：刘家琦哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

国内制造的飞行训练模拟器,通常由飞机性能仿真分系统、声音模拟分系统、视景分系统、教员控制台分系统、计算机和网络分系统、动感模拟分系统、航空电子模拟分系统、座舱模拟分系统、综合环境模拟分系统和若干辅助分系统等多个系统组成... 详细信息

国内制造的飞行训练模拟器,通常由飞机性能仿真分系统、声音模拟分系统、视景分系统、教员控制台分系统、计算机和网络分系统、动感模拟分系统、航空电子模拟分系统、座舱模拟分系统、综合环境模拟分系统和若干辅助分系统等多个系统组成,由于听觉是人类除了视觉之外最敏感的神经,所以听觉对人的认知能力作用是非常重要的。所以声音模拟分系统也是飞行模拟器的重要组成部分。本论文主要的工作如下:首先,阐述飞行模拟器声音模拟子系统的研究意义以及背景,并对国内外现状做相关研究;其次,调研与此系统相关的技术,接下来对系统的结构、系统的功能做出详细设计;然后,在某型飞机飞行模拟器的研制的基础上,对实际飞行过程中的背景声音进行现场录制,并根据飞行的速度、飞行的高度、发动机的转速,建立声音文件素材库(.WAV格式),在Windows7环境下开发工具用的是Visual C++6.0,在利用Direct Sound技术编程过程中,同时控制模拟训练环境,以此达到声音的实时播放效果,实现逼真的音响效果。最后,主要利用黑盒测试方法对系统的各个模块的功能点进行测试,利用性能分析表对系统的性能指标进行分析,以确保系统能够达到用户要求的标准。本系统主要分成了五个部分:声音采集模块、播放环境噪音模块、混音模块、实时通信模块、播放告警音模块。通过模拟真实的飞行过程中可能出现的各种声音,形成身临其境的音效感觉,帮助飞行员通过听觉来正确判断飞机在飞行中的状态。

关键词：声音模拟混音三维声音渲染声音处理技术

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空间声音建模技术及其在驾驶模拟器中的应用

湖北工业大学学报 2007年第3期22卷 62-64页

作者：张铎陈定方蒋云武汉理工大学计算机科学与技术学院湖北武汉430063 武汉理工大学智能制造与控制研究所湖北武汉430063 北京黎明视景科技开发有限公司北京100085

描述了声音模拟中的关键技术——空间声音定位原理、声音衰减的距离模型、声音的多普勒效应及计算公式.介绍了两个虚拟空间中声音开发工具包——Open AL、DirectSound.根据在驾驶模拟器中的实际运用,给出了应该着重考虑解决的一些问题.... 详细信息

描述了声音模拟中的关键技术——空间声音定位原理、声音衰减的距离模型、声音的多普勒效应及计算公式.介绍了两个虚拟空间中声音开发工具包——Open AL、DirectSound.根据在驾驶模拟器中的实际运用,给出了应该着重考虑解决的一些问题.驾驶模拟系统中加入声响模拟系统后,使模拟器摆脱了单纯的视觉信息感知,驾驶员对驾驶环境有更充分的了解,并可以及时做出相应的判断和动作,增强驾驶模拟器的培训效果.

关键词：声音模拟衰减距离模型多普勒效应驾驶模拟器

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空间声音建模技术及其在驾驶模拟器中的应用

空间声音建模技术及其在驾驶模拟器中的应用

湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会

作者：张铎陈定方蒋云武汉理工大学计算机科学与技术学院武汉理工大学智能制造与控制研究所北京黎明视景科技开发有限公司

描述了声音模拟中的关键技术——空间声音定位原理、声音衰减的距离模型、声音的多普勒效应及计算公式.介绍了两个虚拟空间中声音开发工具包——OpenAL、DirectSound.根据在驾驶模拟器中的实际运用,给出了应该着重考虑解决的一些问题.... 详细信息

描述了声音模拟中的关键技术——空间声音定位原理、声音衰减的距离模型、声音的多普勒效应及计算公式.介绍了两个虚拟空间中声音开发工具包——OpenAL、DirectSound.根据在驾驶模拟器中的实际运用,给出了应该着重考虑解决的一些问题.驾驶模拟系统中加入声响模拟系统后,使模拟器摆脱了单纯的视觉信息感知,驾驶员对驾驶环境有更充分的了解,并可以及时做出相应的判断和动作,增强驾驶模拟器的培训效果.

关键词：声音模拟衰减距离模型多普勒效应驾驶模拟器

来源： cnki会议 cnki会议评论

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音响合成技术在全飞行模拟机中的应用

四川大学学报（自然科学版） 2002年第4期39卷 661-664页

作者：姜永正中国民航飞行学院四川广汉618307

从实际飞行出发 ,按照民航局制定的模拟机标准中对声音的要求 ,采用软件设计及建模方式 ,给出了声音频率与幅值之间的关系 ,并通过数据测试验证其可靠性 .同时 ,总结了需要模拟的声音类型 ,分析了音响合成的必要性。

关键词：音响合成全飞行模拟机数模转换声音类型声音模拟软件设计建模方法

论音义结合之相对有理性——传统语言起源观补正

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南阳师范学院学报 2014年第1期13卷 34-43页

作者：张其昀扬州大学文学院江苏扬州225002

语言起源于声音模拟。不仅是在西方,在我国远古时期对拟声造词即有了初步认识。古代学者许慎、戴侗,近代学者章太炎、刘师培、黄侃等人对此都有所阐释。音义结合,并非出于偶然。词之得名,是在拟声基础上约定俗成的结果,是相对有理性的... 详细信息

语言起源于声音模拟。不仅是在西方,在我国远古时期对拟声造词即有了初步认识。古代学者许慎、戴侗,近代学者章太炎、刘师培、黄侃等人对此都有所阐释。音义结合,并非出于偶然。词之得名,是在拟声基础上约定俗成的结果,是相对有理性的。就传统语言起源观加以补正,并参酌西方学说,我们就能从理论上正确解决语言起源问题。

关键词：语言起源声音模拟传统语言起源观约定俗成