一种提高汽车引擎模拟声音质的方法、系统、介质及设备与流程

本发明属于汽车引擎声音模拟，具体涉及一种提高汽车引擎模拟声音质的方法、系统、介质及设备。

背景技术：

1、随着世界各国政府和人民对环境保护的意识越来越强，新能源汽车逐渐成为汽车市场的新宠，新能源汽车与传统燃油汽车相比，车辆的nvh性能已经发生了变化，其中，纯电动车搭载的电机代替了传统的发动机，因此车内行驶噪声相对较小，由于传统的内燃机汽车已经进入大众生活多年，就驾驶员于行人已习惯发动机产生的轰鸣声，驾驶员可以通过内燃机发出的声音判断汽车行驶的状态，行人可以通过声音预判当前车速运动的趋势来判断汽车与自己安全距离；

2、尽管和传统燃油汽车相比，纯电动汽车在节能环保方面有着巨大的优势，但是没有发动机噪声带来的问题仍然是需要重视的，一方面，由于纯电动汽车在低速行驶时，其驱动系统在车外几乎不发出任何噪声，车外的行人尤其视力障碍者利用听力难以感知汽车的行驶状态，增加了低速时纯电动车行驶的安全隐患，另一方面，由于汽车引擎模拟声的播放系统存在延迟、失真等问题，影响了汽车引擎模拟声的音质，汽车引擎模拟声的音质也会影响驾驶员的体验感和对车辆行驶的判断，在一定程度上也会导致某些安全隐患。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种提高汽车引擎模拟声音质的方法、系统、介质及设备，采集燃油汽车行驶状态的工况数据和工况数据对应的真实引擎声音样本，根据工况数据构建汽车引擎声音模型，根据真实引擎声样本通过降采样和低通滤波处理得到第一引擎声音样本，根据第一引擎声音样本结合汽车引擎声音模型得到第二引擎声音样本，根据工况数据对第二引擎声音样本制作样本标签，并将样本标签与发动机转速进行关联，模拟引擎声音样本输出为pcm格式的wav文件进行储存得到模拟引擎声音样本库，采集目标车辆的实时行驶信息，根据实时行驶信息通过转速转换模型处理得到模拟发动机转速，根据模拟发动机转速关联样本标签得到对应的第二引擎声音样本，根据第二引擎声音样本通过信号叠加得到合成引擎声音信号，根据合成引擎声音信号通过衰减模型处理得到模拟引擎声音信号，将模拟引擎声音信号通过预设置的扬声器进行播放，实现了汽车引擎模拟声音的音质优化，提高了车内乘坐人员的体验感和舒适感，也有助于驾驶员和路上行人对车辆行驶状态的准确判断，提高了车辆行驶过程中的安全性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种提高汽车引擎模拟声音质的方法，包括以下步骤：

4、s1：采集燃油汽车行驶状态的工况数据和所述工况数据对应的真实引擎声音样本，所述工况数据包括发动机转速和发动机气缸数量；

5、s2：根据所述工况数据构建汽车引擎声音模型，根据所述真实引擎声样本通过降采样和低通滤波处理得到第一引擎声音样本，根据所述第一引擎声音样本结合所述汽车引擎声音模型得到第二引擎声音样本，根据所述工况数据对所述第二引擎声音样本制作样本标签，并将所述样本标签与所述发动机转速进行关联，所述模拟引擎声音样本输出为pcm格式的wav文件进行储存得到模拟引擎声音样本库，所述样本标签包括声音频率值和所述发动机转速；

6、s3：采集目标车辆的实时行驶信息，所述行驶信息包括实时车速、车辆实时减速比；

7、s4：根据所述实时行驶信息通过转速转换模型处理得到模拟发动机转速，根据所述模拟发动机转速关联所述样本标签，根据所述样本标签调用对应的所述第二引擎声音样本；

8、s5：根据所述第二引擎声音样本通过信号叠加得到合成引擎声音信号，根据所述合成引擎声音信号通过衰减模型处理得到模拟引擎声音信号，将所述模拟引擎声音信号通过预设置的扬声器进行播放。

9、优选地，所述步骤s2具体包括以下步骤：

10、s201：根据所述工况数据通过公式计算得到主阶次频率，其中，f1表示所述主阶次频率，n1表示所述发动机转速，p表示所述发动机气缸数量，t表示连续时间信号，根据所述主阶次频率得到阶次谐波，根据所述阶次谐波构建所述汽车引擎声音模型；

11、s202：根据所述汽车引擎声音模型对所述第一引擎声音样本进行相同长度的截取得到所述第二引擎声音样本，并将所述第二引擎声音样本对应的所述声音频率值和所述发动机转速作为所述第二引擎声音样本的所述样本标签，所述第二引擎声音样本是以发动机两个周期数据的倍数加上固定声音叠加区数据得到的；

12、优选地，所述步骤s201具体包括所述汽车引擎声音模型表示为：其中，x(t)表示汽车引擎声音信号，t表示连续时间信号，k表示所述阶次谐波的阶次总数，ai(t)表示第i阶次的所述阶次谐波的幅值，表示第i阶次谐波的所述阶次谐波的初相位，ωi(n)表示第i阶次的所述阶次谐波附带的随机信号成分，n表示随机信号，f1i表示第i阶次的所述主阶次频率。

13、优选地，所述步骤s4具体包括所述转速转换模型表示为：其中，n表示所述模拟发动机转速，v表示所述实时车速，g表示所述车辆实时减速比，r表示轮胎半径。

14、优选地，所述s5具体包括根据所述模拟发动机转速将相邻两个所述第二引擎声音样本进行所述信号叠加得到所述合成引擎声音信号，所述合成引擎声音信号表示为：其中，x表示所述合成引擎声音信号，x1和x2表示相邻的两个所述第二引擎声音样本，a1、a2表示所述第二引擎声音信号的幅值，和表示所述第二引擎声音样本的相位，w1、w2表示所述第二引擎声音样本的角频率。

15、优选地，所述步骤s5具体还包括所述衰减模型表示为：其中，di表示品质因数，f0表示带阻滤波器的中心频率，fh表示带阻滤波器的上限频率，fl表示带阻滤波器的下限频率。

16、一种提高汽车引擎模拟声音质的系统，包括以下模块：

17、样本库构建模块，用于采集燃油汽车行驶状态的工况数据和所述工况数据对应的真实引擎声音样本，所述工况数据包括发动机转速和发动机气缸数量，根据所述工况数据构建汽车引擎声音模型，根据所述真实引擎声样本通过降采样和低通滤波处理得到第一引擎声音样本，根据所述第一引擎声音样本结合所述汽车引擎声音模型得到第二引擎声音样本，根据所述工况数据对所述第二引擎声音样本制作样本标签，并将所述样本标签与所述发动机转速进行关联，所述模拟引擎声音样本输出为pcm格式的wav文件进行储存得到模拟引擎声音样本库，所述样本标签包括声音频率值和所述发动机转速；

18、数据采集模块，用于采集目标车辆的实时行驶信息，所述行驶信息包括实时车速、车辆实时减速比；

19、数据处理模块，用于根据所述实时行驶信息通过转速转换模型处理得到模拟发动机转速，根据所述模拟发动机转速关联所述样本标签，根据所述样本标签调用对应的所述第二引擎声音样本；

20、音质优化模块，用于根据所述第二引擎声音样本通过信号叠加得到合成引擎声音信号，根据所述合成引擎声音信号通过衰减模型处理得到模拟引擎声音信号，将所述模拟引擎声音信号通过预设置的扬声器进行播放。

21、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的提高汽车引擎模拟声音质的方法。

22、一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述的提高汽车引擎模拟声音质的方法。

23、本发明的有益效果为：

24、1.模拟发动机转速是动态变化的，所以在执行过程中第二引擎声音样本也是随着模拟发动机转速进行调用，所以会有信号叠加，在信号叠加过程中由于不同时间频率的声音叠加产生的峰值噪声导致模拟引擎声音音质降低，影响乘车人员的体验感，对此采用衰减模型对合成引擎声音信号进行衰减处理，降低了峰值噪声频率强音突出造成的模拟引擎声音的失真，优化了模拟引擎声音的音质，提高了乘车人员的舒适性。

25、2.通过预设置的扬声器播放模拟引擎声音信号，预设置的扬声器包括车内扬声器和车外扬声器，车内扬声器的目的是播放模拟引擎声音信号，以提高车内人员的体验感和驾驶员对车辆行驶状况的判断能力，车外扬声器的目的是提醒路上行人当前车辆行驶状态，降低道路安全隐患。