想象一下这样的场景:一辆行驶车辆的座舱内,各个座位的人在干着不同的事:驾驶员开着导航、副驾驶在听音乐、左后座看视频、右后座玩游戏,而大家的声音并不会相互干扰。
是不是很酷?
作为智能座舱研究的一大垂直细分领域,全车独立声场分区技术已日趋成熟,逐步走向实车应用和量产。日前,浙江赛特仑科技有限公司联合英国一所大学开发的独立声场系统,已完成实车验证,大众距离独立声场的酷炫体验不远了。
随着智能座舱的普及和迭代,汽车已开始了从代步工具向“移动的家”的转变。而在这个新兴的“第三空间中”,声音是提升舒适性的重要因素之一。
赛特仑就是一家专业智能声学管理供应商。
智能座舱的声学管理,面临两大核心议题:噪音管理以及提升声音品质。在座舱的噪音管理方面,目前有被动降噪和主动降噪两种技术路线。
传统的被动降噪路线主要有两种解决方式:一种是从底盘结构上去解决,增强密闭性、减少震动;另一种是增加隔音棉、止震绵,增强隔音效果。这两种方式的技术空间不大,而且也附带了整车重量的增加以及成本的提升,因此智能座舱的供应商已开始寻求新的解决方案。
在汽车轻量化的大背景下,主动降噪成为智能座舱的前沿技术:利用降噪耳机的原理,通过声学技术来实现主动降噪。
纯电新能源汽车的主要噪音来自于路噪(胎噪)。在赛特仑的主动降噪方案RNC中,包括了3个核心部件:振动传感器、控制器和车门扬声器(或头枕扬声器)。振动传感器安装在车轮或者悬架上,采集车辆行驶中轮胎与路面接触产生的震动信号,并传递给控制器。控制器将振动信号通过算法解析后,向扬声器发出执行信号,扬声器就能发出对应音频的声音,去抵消掉噪音。
这一套操作手法专业说法叫作:宽频噪声降低,稳态随机信号的带阻控制。
这套方案的技术核心在于算法。难点在于,不同场景下的噪音需要做参数的适时调整。赛特仑通过参考信号选取、系统延迟降低、算法鲁棒性提升、实时监测和参数调整等技术,实现降噪信号随着外界环境以及耐久的变化实时优化,在开窗测试、过坎冲击、多路面测试等多种场景中等均能够保证降噪的效果。
这套方案的另一套技术难点在于,在开放的座舱内如何避免新的噪音产生。在座舱这个相对宽敞和开放的空间里,通过制造新的声音去抵消噪音,难免会产生新的噪音,造成二次噪音污染。
如何做到精准发声,需要花大量时间去验证振动传感器与误差传声器的位置,以及控制器的算法。“目前已经能够实现车内降噪3dB,属于行业领先水平。”赛特仑的声学工程师在接受采访时表示:“我们是行业少有的能够通过一套设备实现发动机噪音与路噪同步降噪的企业。”
智能座舱时代,舒适性保证仍是最基本的诉求。同时客户的个性化体验感、价值感诉求越发凸显,从降低噪声的单纯需求逐步过渡到声音品质需求、品牌 DNA设计等。车内声学环境的最终优化目标是保证全车乘客的听觉舒适性。因此,仅仅完成降噪还远远不够。
为解决消费者乘坐舒适性和声学舒适性两个方面的需求,赛特仑与浙江大学、武汉大学等高校达成产、学、研战略合作,在智能声学的声场开发、降噪、声场区分等多方面进行前沿的声学技术研究和声学产业开发,目前已经研发出了以车内主动降噪、车内声学设计为核心的系列产品。
作为赛特仑车内声学设计的核心产品,全车独立声场分区方案最能体现其技术优势。为实现车内声音的独立分区,方案在车顶布置十余个高、中、低音单元,通过控制器在不同区域形成音场,同时利用降噪技术消除其他临近区域的噪音,从而实现了开篇所描述的酷炫场景。
“4个座位的各个工况下平均降噪深度可以达到3~4dB,VIP座位最优效果可达4~5dB,定制的局部控制模式可以达到更好的降噪效果,在单个座位平均降噪深度为6~7dB。”赛特仑高级工程师励汝彬在前不久苏州一场智能座舱闭门会议上表示:“赛特仑降噪效果领先国内市场。”
赛特仑高级工程师励汝彬在名企优品造电车-
智能座舱创新技术闭门研讨会上介绍公司产品
目前,赛特仑的降噪原型机已经在完成实车验证,这套技术会首先应用在高端车型上。
独立声场分区被认为是主动降噪的升级版。2021年末,科大讯飞召开产品发布会,宣布在软件算法层面上,其飞鱼智能音频管理系统可实现全车独立声场分区,实现主驾、副驾、后排乘客互不干扰的语音交互模式。目前,国内除科大讯飞、华为等少数企业外,尚未有企业公开宣布可以实现全车独立声场分区。
此外,赛特仑还有低速行人警示音(AVAS)、车内氛围音、车内调音以及主动声浪等多种车载声学系统产品,通过尖端的声学技术,增强汽车的安全性与操作体验感。
随着智能汽车的加速普及,消费者对于座舱个性化体验、人机交互方式等要求不断提高,数字化、环绕式、智能化声学技术的底层突破,赋予声学技术更大的探索空间。
目前,赛特仑不仅在声学研究和算法层面具有相当的优势,也与吉利、凯翼等主机厂达成了合作,其产品在实车上广泛应用,并验证了其产品工作的稳定性。
赛特仑车内主动降噪的测试验证时间会达到半年左右。“我们会在各种道路路况上进行测试,以便保证算法的稳定性。在完成测试验证后,进入量产阶段,我们还将对生产的产品进行1000小时不间断的测试,用来检测产品的耐疲劳程度和衰减效果。”赛特仑的声学工程师在接受采访时说。
进入到主机厂服务阶段,赛特仑的优势进一步凸显:一方面是高性能,另一方面是低成本。车载声学系统,关键的成本在芯片。目前,赛特仑声学系统中的功放芯片、数模转换芯片已大量采用国产芯片,以降低成本。“我们用大量的时间去测试芯片,找到国产替代品,”赛特仑的声学工程师说:“一些关键芯片,比如处理芯片,仍然需要进口的,我们也与供应商签订了长期供货协议,能够拿到协议价。”
2020年9月,欧伦科技成立声学电子事业部,这也是赛特伦公司的前身,此举标志着欧伦科技业务转型至智能座舱领域。在2022年1月赛特仑科技有限公司成立前一年,欧仑科技声学电子事业部就已与中汽研签订战略合作协议。当前,赛特仑的声学系统已进入北汽新能源体系,主动降噪路噪样车完成奇瑞、比亚迪、长安、吉利等OEM展示,并已进入第二轮主动降噪算法研发阶段。
作为声学领域集研发、生产、销售为一体的企业,赛特仑长期致力于声学技术的研究,形成了自己独特的声学产品及核心算法,引领着智能座舱新的发展风向。
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