科创中国

针对汽车、飞机、舰船等典型舱内环境的声源定位和噪声反馈控制等问题，研发声 场高精度测量与动态重构分析系统。该系统以理论声学及信号处理方法作为基础，以传 声器阵列作为测量手段，通过建立复杂环境下的声场传播模型，完成声场实时测量与高 鲁棒性的声学信号处理。该技术可以实现： (1)通过提取声压级大小、频率分布范围、 声源热点位置、声场辐射特性等多个声学特征量，准确表征舱室内的声场环境； (2)有 效识别设备的异常声响，甄别可能的故障，提高设备稳定性，同时为主动或被动降噪提 供解决方案； (3)基于噪声的抑制、人声的分离与增强功能，满足驾舱内高效可靠的语 音交互需求。 与传统方法相比，声场高精度测量与动态重构分析技术突破了声传播路径修正、背 景噪声抑制、高分辨率定位、声场高精度重构与表征等核心算法，最终实现了在混响严 重、布阵空间受限复杂声场环境下的噪声采集与动态重构，是对现有声场测试理论与方 法的补充和完善，提高了多声源定位的精度与分辨率，实现了声传播模型从二维到三维 的延伸、声场分布云图从静态到动态的拓展。

1知识产权：已授权发明专利 4 项，在申2 项；软件著作权 2 项。2. 技术先进性：国际先进(1) 方法创新层面： ①提出一种基于集合经验模态分解的强背景噪声抑制方法， 通 过对混合信号进行 EEMD 分解，保留相关系数小于阈值的 IMF 分量，实现强背景噪声 的抑制； ②提出基于贝叶斯正则化和声压差分滤波的等效源法，实现声压重构过程中正 则化参数合理选择与质点振速重构过程中对于噪声干扰的有效抑制， 进而实现了高精度 声源辨识与声场重构； ③提出一种声载荷场测量与分析方法， 通过突破声传播路径修正、 高分辨率定位、 声载荷场还原等核心算法，实现了在混响严重、布阵空间受限的封闭实 验舱内的噪声采集和动态重构，最终获得了材料/构件声载荷场的实时分布数据。(2) 技术创新层面： ①声场测量方式： 由单点测量拓展至场测量， 由声压测量拓展 至声压-质点振速联合测量。利用 PXIe 进行多通道 P-U 传感器的高速同步采集与存储， 实现在混响严重、布阵空间受限、高温、高流速等复杂环境下的高速同步多声学量信号 采集； ②声场表征方式：由静态声场分布拓展至实时动态声场分布。

1. 在强混响环境下， 可有效实现目标声源与干扰声源的声场分离， 从而提高声源定 位和声场重构的精度。

2. 在多个声源并存的环境下， 利用高分辨率算法可实现多极子声源的高时空分辨率 辨识。

3. 在有限测试空间的约束条件下， 利用少数矢量传感器可实现典型舱室内的声场重 构。

性能指标：

1. 声源位置的定位误差 ≤ 10%。

2. 声源的声压和质点振速的重构误差 ≤ 15%。

3. 声源的空间分辨率达到 15cm。

黎敏， 阳建宏。从 2009 年开始， 面向新能源汽车、高速列车等国家重大需求中的复 杂声场与声信息问题， 深入开展噪声测试、分析与控制方面的研究工作。主要承担了国 家 重 大 科 学 仪 器 设 备 开 发 专 项 子 课 题 1 项 “ 高 超 环 境 下 构 件 性 能 测 试 装 置 (2011YQ14014507) ”；国家自然科学基金 1 项“材料构件在多场耦合环境下的声载荷分 析方法研究 51575038”；装备预先研究项目 1 项“近场噪声测试 61402100602”；国家重点 研发专项课题 1 项“气动噪声高精度识别方法 2020YFA0405700”。在复杂声场的声源定 位、声源分离、声场重构等方面共发表相关论文 30 余篇， 授权专利 4 项， 软件著作权 2 项。

本技术成果不仅可用于汽车、民航、直升机、高铁、轮船、潜艇等典型舱室环境中， 以满足人身舒适性、设备稳定性与智能语音交互等需求，还可以应用于高速飞行器材料 构件气动声场的测量、分析与重构中，为评价飞行器舱内结构的声振疲劳特性提供数据支撑，为探索声场环境测试和结构降噪设计提供技术手段。

经济效益分析：

声场高精度测量与动态重构分析系统作为高端测试装备，对于要实现声源定位、声 场重构、隔声降噪、语音交互等应用需求的领域， 均可以进行推广应用， 经济效益显著。

目前处于何种研发阶段： ☐研发 ☐小试 ☐中试 ☒小批量生产 ☐产业化； 样机： ☒ 有 ☐无 其他： □如选择“其他”，请说明： 。

已投入成本： 300 万元

推广应用情况：该技术完全具有独立知识产权，技术成熟度达到 6 级。