FR3120151A1 - Suppression du bruit d'un système d'essuie-glace dans un véhicule - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'annulation du bruit produit dans l'habitacle d'un véhicule par un système d'essuie-glace. Le procédé est mis en œuvre par un dispositif d'annulation de bruit, et comprend la réception (401) de données de précompensation liées au bruit d'essuyage. Ces données de précompensation peuvent être émises par des capteurs colocalisés avec des éléments du système d'essuie-glace, ou par un calculateur commandant le fonctionnement du moteur du système d'essuie-glace. Il comprend en outre la génération (403) d'un signal de commande d'annulation de bruit basé sur les données de précompensation et sur un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle et la transmission (404) du signal de commande d'annulation de bruit à un système de haut-parleurs du véhicule. (Fig. 1)
Description
La présente invention concerne le domaine technique de la suppression du bruit. Elle concerne en particulier, mais non exclusivement, l'annulation du bruit produit par un système d'essuyage d'un véhicule.
La réduction du bruit des essuie-glaces fait l'objet de recherches intensives, notamment en ce qui concerne l'utilisation de matériaux et de mécanismes permettant d'éviter le bruit.
Cependant, les matériaux nécessaires augmentent généralement le coût du système d'essuyage, composé d'un moteur, d'un bras et d'un balai.
Le brevet américain US10235987 divulgue un système pour annuler le bruit provenant de différentes sources dans un véhicule en utilisant un système de haut-parleurs. Cependant, le système divulgué par le brevet US n'est pas particulièrement adapté au bruit généré par le système d'essuie-glace, et il manque de précision et de réactivité.
La présente invention améliore la situation.
A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un procédé d'annulation du bruit produit dans un habitacle d'un véhicule par un système d'essuyage, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif d'annulation de bruit, et comprenant :
- la réception de données de précompensation liées au bruit d'essuie-glace ;
- la génération d'un signal de commande d'annulation de bruit basé sur les données de précompensation et sur un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans la cabine ;
- la transmission du signal de commande d'annulation du bruit à un système de haut-parleurs du véhicule.
Par rapport au système de l'art antérieur, l'utilisation de données de précompensation liées au bruit d'essuie-glace permet une meilleure réactivité lors de la détection du bruit d'essuie-glace, et donc une meilleure réactivité lors de la génération du signal de commande d'annulation du bruit. L'utilisation d'un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace permet une meilleure précision du signal de commande d'annulation du bruit. Cette amélioration de la réactivité et de la précision est également permise à l'aide d'une solution logicielle, car la plupart des véhicules existants comportent des capteurs agencés pour acquérir des données utiles à l'annulation du bruit d'essuie-glace.
Selon certains modes de réalisation, le système d'essuyage peut comprendre un bras, un balai et un moteur, et un bruit de bras peut être produit par le bras et le balai et un bruit de moteur peut être produit par le moteur, le bruit d'essuyage comprenant le bruit de bras et/ou le bruit de moteur.
En complément, les données de précompensation peuvent comprendre des données de bruit de bras provenant d'un capteur colocalisé avec un pare-brise du véhicule, et/ou des données de bruit de moteur provenant d'un capteur colocalisé avec le moteur.
L'utilisation de capteurs colocalisés avec le système d'essuyage permet d'améliorer la précision de l'estimation du bruit du système d'essuyage, et donc la précision associée au signal de commande d'annulation du bruit. De plus, dans le cas de la réception de données de rétroaction provenant d'un capteur situé dans l'habitacle, cela permet de discriminer efficacement le bruit généré par le système d'essuie-glace des autres sources de sons/bruits.
En variante ou en complément, les données de précompensation peuvent comprendre des données relatives à un fonctionnement du moteur du système d'essuyage, les données relatives au fonctionnement du moteur comprenant un ou plusieurs des éléments suivants :
- une position angulaire du moteur ;
- une vitesse angulaire du moteur ;
- une accélération du moteur ;
- une position du bras ;
- une vitesse angulaire du bras ;
- une accélération angulaire du bras ;
- une information de point d'inversion ;
- une information PWM ;
- un couple fourni par le moteur.
Cela permet d'estimer le bruit du système d'essuyage sans avoir besoin de capteurs acoustiques colocalisés avec le système de capteurs, et donc de réduire les coûts associés au procédé tout en améliorant la réactivité associée à la génération du signal de commande de suppression du bruit.
En complément, le dispositif d'annulation de bruit peut déterminer :
- un bruit de moteur sur la base des données liées au fonctionnement du moteur et d'un modèle de bruit de moteur, les données liées au fonctionnement du moteur comprenant au moins les informations PWM ; et/ou
- un bruit de bras basé sur les données relatives au fonctionnement du moteur et un modèle de bruit de bras, les données relatives au fonctionnement du moteur comprenant une accélération angulaire du bras, une vitesse angulaire du bras et/ou une information de point d'inversion.
Ceci permet d'améliorer la précision associée à la détermination du bruit du moteur et/ou du bruit du bras, en prenant en compte des paramètres pertinents du fonctionnement du moteur.
Selon certains modes de réalisation de l'invention, le procédé peut être itératif, le dispositif d'annulation de bruit peut stocker au moins le modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle, et le dispositif d'annulation de bruit peut mettre à jour au moins un des modèles stockés par apprentissage machine sur la base des données de précompensation et/ou sur la base des données de rétroaction reçues d'un capteur situé dans l'habitacle du véhicule.
L'utilisation de l'apprentissage machine permet :
- d'améliorer la précision de la génération du signal de commande d'annulation de bruit ;
- de prendre en compte le vieillissement des composants du système d'essuyage ; et
- d'éviter la nécessité de disposer de modèles prédéterminés stockés dans le dispositif d'annulation de bruit.
Selon certains modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre la réception de données de rétroaction provenant d'un capteur situé dans l'habitacle du véhicule, et la génération du signal de commande d'annulation de bruit peut être en outre basée sur les données de rétroaction reçues.
L'utilisation de données de rétroaction en complément des données de précompensation permet d'améliorer la précision du procédé.
En complément, un bruit rémanent dans l'oreille d'un conducteur peut être estimé sur la base des données de rétroaction et sur la base du modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle, et la génération du signal de commande d'annulation du bruit peut en outre être basée sur le bruit rémanent.
La prise en compte d'un bruit rémanent atteignant l'oreille du conducteur permet d'améliorer la précision du procédé.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un support de stockage de programme informatique, stockant des instructions pour mettre en œuvre le procédé selon le premier aspect de l'invention, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur.
Un troisième aspect de l'invention concerne un dispositif d'annulation de bruit comprenant :
- au moins une interface agencée pour recevoir des données de précompensation relatives à un bruit produit par un système d'essuie-glace d'un véhicule comprenant le dispositif de suppression de bruit ;
- une mémoire stockant un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle ;
- un processeur configuré pour générer un signal de commande d'annulation de bruit, basé sur les données de précompensation et sur le modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle ;- une autre interface agencée pour transmettre le signal de commande d'annulation de bruit à un système de haut-parleurs du véhicule.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont explicités par la description détaillée ci-après, et par les dessins annexés, sur lesquels :
La montre un système d'annulation de bruit d'un système d'essuie-glace 110 selon certains modes de réalisation de l'invention.
Le système peut être intégré dans un véhicule comprenant le système d'essuie-glace 110.
De manière générale, le système d'essuie-glace 110 comprend plusieurs éléments tels que :
- un premier moteur 112 ;
- un deuxième moteur 113, qui est optionnel. Lorsque le système d'essuyage comprend le deuxième moteur 116, le premier moteur 112 peut être un moteur maître tandis que le deuxième moteur 113 est un moteur esclave ;
- une unité de commande électronique, ci-après UCE, 111 agencée pour commander le premier moteur 112 et accéder à des données relatives au fonctionnement du moteur ;
- un bras 114 déplacé par le premier moteur. Le bras peut par exemple être mis en rotation autour d'un axe ;
- une lame 115 fixée au bras 114 et agencée pour balayer un pare-brise 116 du véhicule.
Ensemble, le bras 114 et la lame 115 forment la charge du premier moteur 112, ou du deuxième moteur 113.
Plusieurs éléments du système d'essuie-glace 110 peuvent être générateurs de bruit, ce qui peut diminuer le confort de conduite et/ou la sécurité de conduite du véhicule. Dans ce qui suit, la description se concentre sur le bruit généré par le premier moteur 112, appelé ci-après bruit du moteur, et sur le bruit généré par le bras 114 et le balai 115 lors du balayage du pare-brise 116, appelé ci-après bruit du bras. Toutefois, l'invention englobe la compensation du bruit produit par d'autres éléments du système d'essuyage 110, tels que le deuxième moteur 113, ou une pompe à liquide d'essuyage, non représentée sur la .
Le calculateur 111 accède à des données relatives au fonctionnement du moteur, et notamment à :
- des informations d'alimentation du premier moteur 112, telles que des informations PWM. Les informations PWM peuvent comprendre une fréquence du moteur et/ou un rapport cyclique. Les informations relatives à l'alimentation peuvent également comprendre un niveau de tension ou de courant d'une source d'alimentation ou d'une commande alimentant le premier moteur 112. Le calculateur 111 peut accéder aux mêmes informations pour le deuxième moteur 113 ;
- une position angulaire ou une vitesse angulaire du premier moteur 112. La même information est accessible pour le second moteur 113 ;
- une position du bras 115 entraîné par le premier moteur 112. La même information est accessible lorsque le bras 115 est entraîné par le second moteur 113 ;
- une information de point d'inversion. Le point d'inversion correspond à une position extrême atteinte par le bras. La trajectoire du bras 115 comprend donc deux points d'inversion et le calculateur peut détecter lorsqu'un des points d'inversion est atteint par le bras 115 ;
- un couple fourni par le premier moteur 113, et/ou
- sur la base du couple précité, le calculateur peut également accéder à des informations relatives à la surface du pare-brise telles que la présence de neige, de pluie ou de poussière, car elles ont un impact sur le couple appliqué à la charge.
Le système d'annulation de bruit selon l'invention comprend un dispositif d'annulation de bruit 101. Le dispositif d'annulation de bruit 101 est agencé pour recevoir des informations en provenance du calculateur 111, et/ou d'un ou plusieurs des capteurs suivants :
- un premier capteur 121 colocalisé avec le système d'essuyage, et notamment colocalisé avec le bras 114 et le balai 115, par exemple avec le pare-brise 116. Le premier capteur 121 est agencé pour enregistrer des données relatives à un bruit acoustique produit par le bras 114 et le balai 115, notamment du fait du contact entre le balai 115 et le pare-brise 116. A cet effet, le premier capteur 121 peut être un microphone, ou un capteur de vibrations, tel qu'un système piézoélectrique, agencé pour détecter les vibrations du pare-brise 116. Plus généralement, le premier capteur 121 englobe toute technologie apte à détecter, directement ou indirectement, à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitacle, le bruit acoustique produit par le bras 114 et la lame 115 ;
- un deuxième capteur 122 colocalisé avec le système d'essuyage 110, et notamment colocalisé avec le premier moteur 112. Le deuxième capteur 122 est agencé pour enregistrer des données relatives à un bruit acoustique produit par le premier moteur 112. A cet effet, le deuxième capteur 122 peut être un microphone situé à proximité du premier moteur 112, ou peut être un capteur de vibrations agencé pour détecter les vibrations du premier moteur 112. Un capteur supplémentaire peut être colocalisé avec le deuxième moteur 113 et agencé pour enregistrer des données relatives à un bruit acoustique produit par le deuxième moteur 113 ;
- un troisième capteur 123, situé dans l'habitacle du véhicule où est assis le conducteur et agencé pour détecter les bruits et sons propagés dans l'habitacle du véhicule. A cet effet, le troisième capteur 123 peut être un microphone d'habitacle ou un réseau de microphones d'habitacle ;
- un quatrième capteur 124, agencé pour détecter des données environnementales. Les données environnementales peuvent comprendre une vitesse du véhicule, qui peut être mesurée directement par un capteur de vitesse, ou indirectement sur la base d'une puissance d'entrée du moteur du véhicule. En variante ou en complément, les données environnementales peuvent englober des données météorologiques telles que des données de détection de pluie ou des données de détection de neige. Toujours en variante ou en complément, les données environnementales peuvent comprendre des données d'indication de saleté, représentatives de la présence de saleté. Pour détecter les données d'indication de saleté, le quatrième capteur 124 peut être une caméra frontale montée dans le véhicule et dirigée vers la route devant le véhicule, à travers le pare-brise 116, par exemple ;
On a également représenté sur la une oreille 140 du conducteur, qui peut être assimilée à un microphone agencé pour détecter des sons et des bruits à un endroit donné de l'espace de l'habitacle où se trouve l'oreille.
Le dispositif d'annulation de bruit 101 est en outre configuré pour générer un signal de commande d'annulation de bruit et pour transmettre le signal de commande d'annulation de bruit à un système de haut-parleurs 130 du véhicule. Aucune restriction n'est attachée à la technologie du système de haut-parleurs 130, au nombre de haut-parleurs qu'il comprend et aux emplacements respectifs des haut-parleurs dans le véhicule.
En fonction du signal de commande d'annulation de bruit, le système de haut-parleurs 130 est configuré pour diffuser un signal acoustique d'annulation de bruit dans l'habitacle du véhicule. Il est à noter que le système de haut-parleurs 130 peut émettre d'autres sons en plus du signal acoustique d'annulation de bruit. Par exemple, le système de haut-parleurs 130 peut émettre de la musique ou une assistance vocale GPS. Aucune restriction n'est attachée aux sons émis en plus du signal acoustique d'annulation de bruit selon l'invention.
Le signal acoustique d'annulation de bruit permet de compenser le bruit généré par le premier moteur 112 et/ou par le bras 114 et la lame 115, comme il sera expliqué plus loin.
La illustre les fonctions de transfert acoustique entre le système d'essuyage et les capteurs, selon certains modes de réalisation de l'invention.
Comme on le sait, les fonctions de transfert acoustique dépendent de l'emplacement de la source acoustique, de l'emplacement du récepteur et du canal acoustique par lequel le bruit/son atteint le récepteur après avoir été produit par la source.
En considérant un premier récepteur comme troisième capteur 123, situé dans l'habitacle du véhicule, trois fonctions de transfert acoustique sont considérées, pour trois sources acoustiques différentes.
Une première source acoustique est le premier moteur 112, qui produit du bruit en fonctionnement. Une première fonction acoustique 201 est définie par la relation entre le bruit du moteur tel que produit par le premier moteur 112 et le bruit du moteur tel que reçu par le troisième capteur 123.
Une deuxième source acoustique est le bras 114 et la lame 115, qui produit du bruit, notamment du fait du contact avec le pare-brise 116. Une deuxième fonction acoustique 202 est définie par la relation entre le bruit du bras tel que produit par le bras 114 et la pale 115 et le bruit du bras tel que reçu par le troisième capteur 123. Il est à noter que la deuxième source acoustique se déplace périodiquement, de sorte que la deuxième fonction acoustique 202 est décrite plus précisément lorsqu'elle est considérée comme variant périodiquement.
Une troisième source acoustique est le système de haut-parleur 130 émettant le signal acoustique d'annulation de bruit selon l'invention. Comme expliqué ci-dessus, le haut-parleur 130 peut émettre simultanément d'autres sons en plus du signal acoustique d'annulation de bruit. Une troisième fonction acoustique 203 est définie par la relation entre le signal acoustique émis par le système de haut-parleur 130 et le signal acoustique correspondant tel que reçu par le troisième capteur 123. Comme expliqué précédemment, le système de haut-parleurs 130 peut comprendre plusieurs haut-parleurs. Dans ce cas, chaque haut-parleur est associé à une troisième fonction acoustique donnée représentative de la relation entre le signal acoustique émis par le haut-parleur spécifique et le signal acoustique correspondant tel que reçu par le troisième capteur 123.
Comme expliqué ci-dessus, le troisième capteur 123 peut être un réseau de capteurs, auquel cas, trois fonctions de transfert acoustique sont définies pour chacun des capteurs du réseau. Lorsque le système de haut-parleurs 130 comprend plusieurs haut-parleurs, 2+n fonctions de transfert acoustique sont définies pour chacun des capteurs du réseau, où n est le nombre de haut-parleurs du système de haut-parleurs 130.
Les première, deuxième et troisième fonctions de transfert acoustique dépendent de la forme de l'habitacle, des positions respectives des sources, de la position du troisième capteur 123, des matériaux de l'habitacle et d'autres facteurs. Selon certains modes de réalisation de l'invention, les fonctions de transfert acoustique sont prédéterminées, par exemple par le constructeur du véhicule, et stockées dans une mémoire, telle que la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101 discuté ci-après. En variante, les première, deuxième et troisième fonctions de transfert acoustique peuvent être déterminées sur la base d'un modèle de propagation du bruit du système d'essuie-glace à l'intérieur de l'habitacle et d'un modèle de propagation du signal acoustique d'annulation du bruit émis par le système de haut-parleurs 130 à l'intérieur de l'habitacle. Deux modèles distincts peuvent être utilisés pour la propagation du bruit de l'essuie-glace, un pour la propagation du bruit du moteur et un autre pour la propagation du bruit du bras. Ces modèles peuvent être prédéterminés ou déterminés par apprentissage machine. L'apprentissage machine implique d'entraîner les modèles à partir de signaux acoustiques réels émis par les trois sources et reçus par le troisième capteur 123. Ces modèles permettent de déduire les sons et les bruits atteignant l'oreille du conducteur 140 sur la base des signaux acoustiques reçus par le troisième capteur 123. Ces modèles peuvent également être stockés dans la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101.
Un modèle acoustique selon l'invention englobe à la fois des modèles explicites, comprenant une série de paramètres stockés en mémoire, mais aussi des modèles implicites tels que des modèles construits exclusivement par apprentissage machine. Par exemple, la deuxième fonction de transfert acoustique peut être déterminée par apprentissage machine à partir de la position du bras 114 obtenue par le calculateur 111 et à partir des données acquises par le troisième capteur 123. Dans ce cas, le modèle de bruit du bras déterminé à partir de ces données est implicite.
Lorsque les première, deuxième et troisième fonctions sont connues, il est possible pour le dispositif d'annulation de bruit 101 d'estimer le bruit du moteur, le bruit du bras et/ou le signal acoustique d'annulation de bruit tels que produits par leurs sources respectives, à partir des signaux acoustiques reçus du troisième capteur 123. Cette information peut également être utilisée comme information de rétroaction pour améliorer la précision associée à la génération du signal de commande d'annulation du bruit par le dispositif d'annulation du bruit 101, comme cela sera expliqué plus en détail dans ce qui suit.
En considérant maintenant un deuxième récepteur qui est l'oreille 140 du conducteur, située dans l'habitacle du véhicule, on considère une autre série de trois fonctions de transfert acoustique, pour les trois sources acoustiques différentes.
La première source acoustique est le premier moteur 112, qui produit du bruit pendant son fonctionnement. Une quatrième fonction acoustique 204 est définie par la relation entre le bruit du moteur tel que produit par le premier moteur 112, et le bruit du moteur tel que reçu par l'oreille du conducteur 140.
La deuxième source acoustique est le bras 114 et la lame 115. Une cinquième fonction acoustique 205 est définie par la relation entre le bruit du bras tel que produit par le bras 114 et la pale 115 et le bruit du bras tel que reçu par l'oreille du conducteur 140. Comme pour la deuxième fonction de transfert acoustique, il est à noter que la deuxième source acoustique se déplace périodiquement, de sorte que la cinquième fonction acoustique 205 est décrite plus précisément lorsqu'elle est considérée comme variant périodiquement.
La troisième source acoustique est le système de haut-parleurs 130 délivrant le signal acoustique d'annulation de bruit selon l'invention. Une sixième fonction acoustique 206 est définie par la relation entre le signal acoustique émis par le système de haut-parleurs 130 et le signal acoustique correspondant tel que reçu par l'oreille du conducteur 140. Comme expliqué précédemment, le système de haut-parleurs 130 peut comprendre plusieurs haut-parleurs. Dans ce cas, chaque haut-parleur est associé à une sixième fonction acoustique donnée représentative de la relation entre le signal acoustique émis par le haut-parleur spécifique et le signal acoustique correspondant tel que reçu par l'oreille du conducteur 140.
Les quatrième, cinquième et sixième fonctions acoustiques peuvent être prédéterminées, par exemple par le constructeur du véhicule et stockées dans une mémoire, telle que la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101 discuté ci-après. Les quatrième, cinquième et sixième fonctions acoustiques peuvent également être dérivées des première, deuxième et troisième fonctions acoustiques, sur la base de modèles de propagations du son dans l'habitacle du véhicule. Ces modèles peuvent être prédéterminés ou peuvent être obtenus par apprentissage machine. Ensuite, les signaux acoustiques reçus par le troisième capteur 123, peuvent être utilisés pour calculer les signaux acoustiques reçus par l'oreille du conducteur, et pour calculer un bruit rémanent, qui peut être utilisé comme une information de rétroaction par le dispositif d'annulation de bruit 101 pour améliorer le calcul du signal de commande d'annulation de bruit transmis au système de haut-parleurs 130. Comme expliqué ci-dessus, les modèles de propagation du bruit dans l'habitacle peuvent être explicites ou implicites.
L'objectif du dispositif d'annulation de bruit 101 selon l'invention est en effet de calculer et de générer précisément et rapidement un signal acoustique d'annulation de bruit permettant d'annuler le bruit du moteur et/ou le bruit du bras, lorsqu'il atteint l'oreille du conducteur 140. A cette fin, le signal acoustique d'annulation de bruit doit être similaire au bruit du moteur et/ou au bruit du bras en termes de spectre de fréquences et d'intensité, mais avec une phase opposée.
En considérant maintenant un troisième récepteur étant le deuxième capteur 122, la source acoustique est le premier moteur 112, car le deuxième capteur 122 lui est dédié et colocalisé avec lui. Une septième fonction de transfert acoustique 207 est définie par la relation entre le bruit du moteur produit par le premier moteur 112 et le bruit du moteur tel que reçu par le deuxième capteur 122.
La septième fonction de transfert acoustique 207 peut être prédéterminée, telle que déterminée à l'avance par le constructeur du véhicule, et stockée dans la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101. La septième fonction de transfert acoustique 207 est relativement simple car le deuxième capteur 122 est colocalisé avec le premier moteur 112.
La septième fonction de transfert acoustique 207 permet d'estimer le bruit moteur produit par le premier moteur. Cette information peut être utilisée par le dispositif d'annulation de bruit 101 pour améliorer le calcul du signal de commande d'annulation de bruit.
En considérant maintenant un quatrième récepteur étant le premier capteur 121, la source acoustique est le bras 114 et la lame 115, car le premier capteur 121 leur est dédié et colocalisé avec eux. Une huitième fonction de transfert acoustique 208 est définie par la relation entre le bruit de bras produit par le bras 114 et la lame 115 et le bruit de bras tel que reçu par le premier capteur 121.
La huitième fonction de transfert acoustique peut être prédéterminée, par exemple déterminée à l'avance par le constructeur du véhicule, et stockée dans la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101. Elle est relativement simple à calculer car le premier capteur 121 est colocalisé avec le bras 114 et la lame 115.
La huitième fonction de transfert acoustique permet d'estimer le bruit du bras produit par le bras 114 et la pale 115. Cette information peut être utilisée par le dispositif d'annulation de bruit 101 pour améliorer le calcul du signal de commande d'annulation de bruit.
Ainsi, les signaux acoustiques issus du premier capteur 122 et/ou du deuxième capteur 121 peuvent être utilisés comme données de précompensation par le dispositif d'annulation de bruit 101 pour améliorer la réactivité associée à la génération du signal de commande d'annulation de bruit.
En outre, les signaux acoustiques obtenus par le premier capteur 121 et/ou par le deuxième capteur 122, peuvent être utilisés par le dispositif d'annulation de bruit 101 pour discriminer le bruit du bras, le bruit du moteur et le signal acoustique d'annulation de bruit dans le signal acoustique reçu du troisième capteur 123 situé dans la cabine. En effet, le premier capteur 121 peut indiquer quelle fréquence ou spectre de fréquence correspond au bruit du moteur tandis que le deuxième capteur 122 peut indiquer quelle fréquence ou spectre de fréquence correspond au bruit du bras.
L'utilisation combinée des données de rétroaction du troisième capteur 123 et des données de précompensation du premier capteur 121 et/ou du deuxième capteur 122 permet donc d'améliorer à la fois la précision et la réactivité de la génération du signal de commande d'annulation du bruit par le dispositif d'annulation du bruit 101.
Une alternative à l'utilisation des données collectées par le premier capteur 121 et/ou le deuxième capteur 122 comme données de précompensation, peut être d'utiliser les données relatives au fonctionnement du moteur provenant du calculateur 111 comme données de précompensation, et :
- un modèle de bruit de bras du bruit de bras, qui peut être prédéterminé ou qui peut être déterminé par apprentissage machine. Le modèle de bruit du bras permet d'évaluer le bruit du bras sur la base des données relatives au fonctionnement du moteur provenant du calculateur 111, qui ont été énumérées précédemment. Il est à noter que le bruit du bras dépend fortement de la position, de la vitesse et de l'accélération du bras 114, et donc qu'un modèle de bruit de bras prenant en compte ces données améliore la précision associée à l'estimation du bruit du bras. Le modèle de bruit de bras peut être stocké dans la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101, et il peut être entraîné sur la base des signaux acoustiques acquis par le premier capteur 121, et optionnellement sur la base des données de rétroaction du troisième capteur 123. En variante, le modèle de bruit du bras peut être construit par apprentissage machine sur la base des données de rétroaction du troisième capteur 123 et sur la base des données du calculateur 111, uniquement, sans recevoir de données du premier capteur 121 ; et/ou
- un modèle de bruit moteur du bruit moteur, qui peut être prédéterminé ou qui peut être déterminé par apprentissage machine. Le modèle de bruit moteur permet d'évaluer le bruit moteur à partir des données relatives au fonctionnement du moteur provenant du calculateur 111, qui ont été listées précédemment. En particulier, les informations PWM sont pertinentes pour l'estimation du bruit du moteur. Le modèle de bruit du moteur peut être stocké dans la mémoire du dispositif d'annulation de bruit 101, et il peut être entraîné sur la base de signaux acoustiques acquis par le deuxième capteur 122, et éventuellement sur la base des données de rétroaction du troisième capteur 123. En variante, le modèle de bruit du moteur peut être construit par apprentissage machine sur la base des données de rétroaction du troisième capteur 123 et sur la base des données du calculateur 111, uniquement, sans recevoir de données du deuxième capteur 122.
Par conséquent, une autre combinaison avantageuse selon l'invention consiste à utiliser les données de rétroaction du troisième capteur 123 et les données de précompensation du calculateur 111. Les données de précompensation du calculateur 111 correspondent aux données liées au fonctionnement du moteur, qui, en combinaison avec un modèle de bruit du bras et/ou un modèle de bruit du moteur, permettent d'estimer le bruit produit par le bras et/ou le moteur. En particulier, les informations PWM permettent d'identifier le spectre de fréquence du bruit du moteur, et donc d'identifier le bruit du moteur dans le signal acoustique de retour reçu du troisième capteur 123.
Dans ce mode de réalisation, les premier et deuxième capteurs 121 et 122 ne sont pas nécessaires, ce qui est avantageux car cela permet de mettre en œuvre la solution purement logicielle, la plupart des véhicules comprenant déjà un capteur d'habitacle tel que le troisième capteur 123 et une unité de commande du système d'essuie-glace telle que l'ECU 111, qui est capable de fournir des données de précompensation. Lorsque le troisième capteur 123 est un réseau de microphones d'habitacle, il peut également isoler le bruit du bras sur la base d'une analyse de phase effectuée sur le réseau de microphones, de préférence lorsque le réseau de microphones est disposé dans un espace tridimensionnel de l'habitacle. Le troisième capteur 123 peut dans ce cas remplir le rôle du premier capteur 121, qui est de détecter le bruit du bras. En variante, le troisième capteur est un microphone unique dans la cabine, et le dispositif d'annulation de bruit 101 génère le signal de commande d'annulation de bruit sur la base des données provenant du troisième capteur 123 et des données de précompensation provenant du calculateur 111.
La montre une structure d'un dispositif d'annulation de bruit 101 selon certains modes de réalisation de l'invention.
Le dispositif d'annulation de bruit 101 comprend un processeur 301 et une mémoire 302. La mémoire peut par exemple stocker des instructions pour exécuter les étapes d'un procédé tel que décrit ci-après en référence à la , lorsque les instructions sont exécutées par le processeur 301.
La mémoire 302 peut également stocker un ou plusieurs des modèles et fonctions de transfert mentionnés ci-dessus, qui sont à nouveau énumérés ci-après :
- les première à huitième fonctions de transfert ;
- le modèle de propagation du bruit de l'accoudoir dans l'habitacle. Ce modèle peut prendre en compte la position du bras, qui est changeante. En effet, la position du bras varie périodiquement lorsqu'il balaie le pare-brise 116. La position du bras est accessible par l'intermédiaire du calculateur 111. La position peut par exemple être un angle, accessible via le calculateur 111, et le modèle de propagation du bruit du bras dans l'habitacle dépend dudit angle. Le modèle de propagation du bruit du bras dans l'habitacle peut également prendre en compte une vitesse angulaire et une accélération dudit bras ;
- le modèle de propagation du bruit du moteur dans l'habitacle ;
- le modèle de propagation du son produit par le système de haut-parleurs 130 dans l'habitacle ;
- le modèle de bruit du bras pour estimer le bruit du bras sur la base des données relatives au fonctionnement du moteur ; et
- le modèle de bruit du moteur pour estimer le bruit du moteur sur la base des données relatives au fonctionnement du moteur ;
- un modèle d'usure représentatif du vieillissement d'un composant du véhicule, par exemple d'un composant du système d'essuie-glace, tel que le bras 114, la lame 115, le premier moteur 112 et/ou l'ECU 111. Le modèle d'usure peut être entraîné en continu par apprentissage machine pendant le cycle de vie du véhicule, et peut être utilisé pour mettre à jour les autres modèles. Par exemple, le vieillissement de la lame 115 peut influencer le modèle de bruit du bras, et le modèle de bruit du bras peut être mis à jour sur la base du modèle d'usure.
Comme expliqué ci-dessus, tous ces modèles et fonctions de transfert peuvent être prédéterminés et fixes, ou peuvent être continuellement mis à jour et améliorés en utilisant l'apprentissage machine. En particulier, le modèle de bruit du moteur cité ci-dessus peut être continuellement entraîné sur la base de l'apprentissage machine, notamment pour optimiser la détermination du bruit du moteur sur la base des informations PWM.
Le dispositif d'annulation de bruit 101 peut en outre comprendre :
- une première interface 303 agencée pour communiquer avec le premier capteur 121 ;
- une deuxième interface 304 agencée pour communiquer avec le deuxième capteur 122 ;
- une troisième interface 305 agencée pour communiquer avec le troisième capteur 123 ;
- une quatrième interface 306 agencée pour communiquer avec le quatrième capteur 124 ;
- une cinquième interface 307 conçue pour communiquer avec le calculateur 111 ;
- une sixième interface 308 agencée pour communiquer avec le système de haut-parleurs 130, notamment pour transmettre le signal de commande d'annulation de bruit généré par le processeur 301, sur la base des données reçues sur les autres interfaces.
Il est à comprendre que le dispositif d'annulation de bruit 101 ne comprend pas nécessairement les six interfaces ci-dessus selon l'invention. En particulier, l'invention englobe des modes de réalisation dans lesquels :
- le dispositif d'annulation de bruit 101 annule uniquement le bruit du moteur. Dans ce cas, le dispositif d'annulation du bruit 101 peut ne pas comprendre la première interface 303 ;
- le dispositif d'annulation de bruit 101 annule uniquement le bruit du bras. Dans ce cas, le dispositif d'annulation de bruit 101 peut ne pas comprendre la deuxième interface 304 ;
- le dispositif d'annulation de bruit 101 utilise uniquement des données de précompensation pour déterminer le signal de commande d'annulation de bruit. Dans ce cas, le dispositif d'annulation de bruit 101 peut ne pas comprendre la troisième interface 305 ;
- le dispositif d'annulation du bruit 101 utilise uniquement des données de précompensation provenant de l'ECU 111 pour déterminer le signal de commande d'annulation du bruit. Dans ce cas, le dispositif d'annulation de bruit 101 peut ne pas comprendre les première à quatrième interfaces ;
- le dispositif d'annulation de bruit 101 utilise uniquement des données de précompensation provenant du premier capteur 121 et/ou du deuxième capteur 122 pour générer le signal de commande d'annulation de bruit. Dans ce cas, le dispositif d'annulation de bruit 101 peut ne pas comprendre la troisième interface 305 et la cinquième interface 307 ;
- le dispositif d'annulation de bruit 101 utilise d'autres combinaisons de données, qui ne nécessitent pas l'ensemble des première à sixième interfaces.
La est un logigramme montrant les étapes d'un procédé selon certains modes de réalisation de l'invention.
Toutes les étapes du procédé selon l'invention peuvent être réalisées par le dispositif d'annulation de bruit 101.
A une étape 401, le dispositif d'annulation de bruit 101 reçoit des données de précompensation relatives au bruit produit par le système d'essuyage, telles que des données de précompensation :
- en provenance du premier capteur 121 relatif au bruit du bras ;
- du deuxième capteur 122 relatif au bruit du moteur ;
- du quatrième capteur 124 relatif aux données environnementales ; et/ou
- du calculateur 111 relatif au fonctionnement du moteur.
A une étape 402, le dispositif d'annulation de bruit 101 détermine le bruit d'essuie-glace sur la base des données de précompensation relatives au bruit d'essuie-glace. Comme expliqué ci-dessus, le bruit de l'essuie-glace peut comprendre un bruit de bras et/ou un bruit de moteur.
Lorsque les données de précompensation proviennent du premier capteur 121 et/ou du second capteur 122, le bruit d'essuie-glace est estimé sur la base des données de précompensation directement, par exemple sur la base des septième et huitième fonctions de transfert acoustique stockées dans la mémoire 302.
Lorsque les données de précompensation proviennent du calculateur 111, le bruit d'essuyage est estimé en appliquant un modèle de bruit de bras ou un modèle de bruit de moteur aux données relatives au fonctionnement du moteur.
La détermination du bruit d'essuie-glace permet également d'identifier le spectre fréquentiel associé au bruit de bras et/ou au bruit de moteur, qui peut ensuite être utilisé pour différencier les différents bruits et sons dans les données de rétroaction du troisième capteur 123 situé dans l'habitacle. Il est en effet important de distinguer les bruits du système d'essuie-glace, qui doivent être supprimés sur la base du signal acoustique de suppression du bruit, des autres sons ou bruits présents dans l'habitacle. Par exemple, il peut y avoir d'autres sources de bruits que le système d'essuie-glace et le système de haut-parleurs 130, comme le conducteur ou un passager qui parle, le moteur du véhicule, ou d'autres bruits/sons internes ou externes au véhicule. Dans certains cas, il est crucial pour des raisons de sécurité de ne pas annuler les bruits provenant de sources autres que le système d'essuie-glace, par exemple dans le cas d'une alarme ou d'une sirène de police. Les données de précompensation sont donc avantageusement utilisées selon l'invention pour déterminer quelle partie des données acquises par le troisième capteur 123 correspond ou non au système d'essuyage.
A l'étape 403, le dispositif d'annulation de bruit 101 génère le signal de commande d'annulation de bruit sur la base des données de précompensation reçues à l'étape 402, et sur la base d'au moins un modèle de propagation du bruit d'essuyage dans l'habitacle, tel que le modèle de propagation du bruit de bras et/ou le modèle de propagation du bruit moteur dans l'habitacle. Par rapport au système de l'art antérieur, les données de précompensation permettent une meilleure réactivité lors de la détection du bruit moteur et/ou du bruit de bras, et le modèle de propagation du bruit d'essuie-glace permet une meilleure précision du signal de commande d'annulation du bruit. Le dispositif d'annulation de bruit 101 peut également prendre en compte les autres modèles et/ou fonctions de transfert, ce qui permet une plus grande précision dans la génération du signal de commande d'annulation de bruit.
L'étape 403 peut prendre en compte d'autres données de rétroaction issues de l'étape 406 comme discuté ci-après, ce qui permet d'améliorer la précision de la génération du signal de commande d'annulation de bruit.
A l'étape 404, le signal de commande d'annulation de bruit généré à l'étape 403 est transmis au système de haut-parleurs 130 par l'intermédiaire de la sixième interface 308, de sorte que le système de haut-parleurs émet un signal acoustique d'annulation de bruit basé sur le signal de commande d'annulation de bruit.
A l'étape 405, le dispositif d'annulation de bruit 101 reçoit des données de rétroaction du troisième capteur 123. Sur la base des données de rétroaction, le dispositif d'annulation de bruit 101 peut discriminer entre les différentes sources de sons/bruits et peut isoler le bruit du moteur, le bruit du bras et/ou le signal acoustique d'annulation de bruit émis par le système de haut-parleurs 130. Les données de rétroaction peuvent également comprendre d'autres sources de bruits/sons, comme un passager qui parle, de la musique, etc. Le dispositif d'annulation de bruit 101 est configuré pour faire la différence entre les trois sources 112, 114 et 130 et les autres sources acoustiques qui ne sont pas pertinentes pour la génération du signal de commande d'annulation de bruit.
Sur la base des données de rétroaction, le dispositif d'annulation de bruit peut identifier à l'étape 406 un bruit rémanent dans l'oreille du conducteur 140, sur la base du modèle de propagation du bruit de bras dans l'habitacle ou sur la base des première à sixième fonctions de transfert acoustique, et adapte la génération du signal de commande d'annulation de bruit en conséquence dans une boucle de rétroaction.
Comme discuté ci-dessus, les modèles qui sont stockés et utilisés par le dispositif d'annulation de bruit 101 peuvent être fixes, ou peuvent être formés en continu sur la base des données issues des étapes 402 et 406, en utilisant l'apprentissage machine. Cela permet une meilleure précision lors de la génération du signal de commande d'annulation du bruit. L'étape 407 d'apprentissage machine est basée sur la sortie des étapes 402 et 406 décrites ci-dessus.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples : elle s'étend à d'autres alternatives.
Claims (10)
- Procédé d'annulation du bruit produit dans l'habitacle d'un véhicule par un système d'essuie-glace (110), ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif d'annulation du bruit (101), et comprenant :
- la réception (401) de données de précompensation liées au bruit d'essuie-glace ;
- la génération (403) d'un signal de commande d'annulation de bruit basé sur les données de précompensation et basé sur un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans la cabine ;
- la transmission (404) du signal de commande d'annulation de bruit à un système de haut-parleurs (130) du véhicule.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le système d'essuie-glace (110) comprend un bras (114), une lame (115) et un moteur (112), et dans lequel un bruit de bras est produit par le bras et la lame et un bruit de moteur est produit par le moteur, le bruit d'essuie-glace incluant le bruit de bras et/ou le bruit de moteur.
- Procédé selon la revendication 2, dans lequel les données de précompensation comprennent des données de bruit de bras provenant d'un capteur (121) situé sur un pare-brise du véhicule, et/ou des données de bruit de moteur provenant d'un capteur (122) situé sur le moteur.
- Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les données de précompensation comprennent des données relatives à un fonctionnement du moteur (112) du système d'essuie-glace (110), lesdites données relatives au fonctionnement du moteur comprenant un ou plusieurs des éléments suivants :
- une position angulaire du moteur ;
- une vitesse angulaire du moteur ;
- une accélération du moteur ;
- une position du bras ;
- une vitesse angulaire du bras ;
- une accélération angulaire du bras ;
- une information de point d'inversion ;
- une information PWM ;
- un couple fourni par le moteur.
- Procédé selon la revendication 4, dans lequel le dispositif d'annulation de bruit (101) détermine :
- un bruit de moteur sur la base des données liées au fonctionnement du moteur et d'un modèle de bruit de moteur, les données liées au fonctionnement du moteur comprenant au moins les informations PWM ; et/ou .
- un bruit de bras basé sur les données relatives au fonctionnement du moteur et un modèle de bruit de bras, les données relatives au fonctionnement du moteur comprenant une accélération angulaire du bras, une vitesse angulaire du bras et/ou une information de point d'inversion.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le procédé est itéré, dans lequel le dispositif d'annulation de bruit (101) stocke au moins le modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle, et dans lequel le dispositif d'annulation de bruit met à jour au moins un des modèles stockés par apprentissage machine sur la base des données de précompensation et/ou sur la base des données de rétroaction reçues d'un capteur (123) situé dans l'habitacle du véhicule.
- Procédé selon l'une des revendications suivantes, comprenant en outre la réception (405) de données de rétroaction provenant d'un capteur (123) situé dans l'habitacle du véhicule, et la génération (403) du signal de commande d'annulation de bruit est en outre basée sur les données de rétroaction reçues.
- Procédé selon la revendication 7, dans lequel un bruit rémanent dans l'oreille d'un conducteur (140) est estimé sur la base des données de rétroaction et sur la base du modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle, et dans lequel la génération du signal de commande d'annulation de bruit est en outre basée sur le bruit rémanent.
- Un support de stockage de programme informatique, stockant des instructions pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur (301).
- Dispositif d'annulation de bruit (101) comprenant :
- au moins une interface (303 ; 304) agencée pour recevoir des données de précompensation relatives à un bruit produit par un système d'essuie-glace d'un véhicule comprenant le dispositif de suppression de bruit ;
- une mémoire (302) stockant un modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle ;
- un processeur (301) configuré pour générer un signal de commande de suppression de bruit, basé sur les données de précompensation et sur le modèle de propagation du bruit d'essuie-glace dans l'habitacle ;
- une autre interface (308) agencée pour transmettre le signal de commande de suppression de bruit à un système de haut-parleurs du véhicule.
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