具有空气净化器的头罩 |
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| 申请号 | CN202180037532.0 | 申请日 | 2021-05-05 | 公开(公告)号 | CN115667808A | 公开(公告)日 | 2023-01-31 |
| 申请人 | 戴森技术有限公司; | 发明人 | P.达林; C.孟席斯-威尔逊; S.科特尼; | ||||
| 摘要 | 描述了一种头罩，其包括 空气 净化 器 、麦克 风 和控制单元。控制单元分析麦克风输出的 信号 以确定风的大小。控制单元然后响应于所确定的大小来控制空气净化器的流速。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种头罩，包括空气净化器、麦克风和控制单元，其中，所述控制单元分析由所述麦克风输出的信号以确定风的大小，并且所述控制单元响应于所确定的大小来控制所述空气净化器的流速。 |
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| 说明书全文 | 具有空气净化器的头罩技术领域[0001] 本发明涉及一种具有空气净化器的头罩。 背景技术[0002] 空气中的污染物可能对人体健康有害。众所周知，空气净化装置从空气中去除污染物，并将净化后的空气流导向佩戴者的嘴和鼻子。这种装置的一个潜在问题是，当在户外佩戴时，风可能会将净化后的空气流推离佩戴者的嘴和鼻子。 发明内容[0004] 利用本发明的头罩，空气净化器的流速响应于风的大小而被控制。因此，流速可以响应于风的大小的增加而增加。因此，产生了更强的净化空气流，从而可以减少由于风导致的气流方向的偏差。 [0005] 控制单元基于麦克风输出的信号来确定风的大小。麦克风通常检测数百μPa至数十Pa范围内的空气扰动。然而，即使相对弱的风也可能产生比这大一百倍的压力。因此，头罩利用这些特性来提供一种相对经济的检测风的解决方案。 [0006] 控制单元可以将信号的时间样本(即，时域样本)转换成一个或多个频率样本(即，频域样本)，并基于频率样本的能量来确定风的大小。当空气颗粒撞击麦克风的振膜时，它们以一种不可预测的方式撞击。然而，风在频域中具有可识别的形状。因此，通过将信号样本从时域变换到频域，然后分析频率样本的能量，可以确定风的大小。 [0007] 控制单元可以基于能量随时间的变化来确定风的大小。一些现实生活中的噪声可能具有较低频率的能量，因此可能被误认为是风。与风相关的能量可能随时间显著变化。相比之下，与现实生活中的噪声相关的能量在相同的时间段内变化相对较小。因此，可以通过分析频率样本的能量的时间变化来确定风的大小。 [0008] 控制单元可以基于包括频率样本的总能量和总能量的时间方差的至少一个测量值来确定风的大小。可以选择频率样本，使得风的大部分能量包含在频率样本中。因此，通过测量样本的总能量，可以确定风的大小。如上所述，与风相关的能量可能随时间显著变化，而与现实生活中的噪声相关的能量可能变化相对较小。因此，附加地或替代地，可以通过测量总能量的时间变化来确定风的大小。控制单元可以基于频率样本的总能量和总能量的时间方差来确定风的大小。因此，可以做出更可靠的确定。 [0009] 控制单元可以将该测量值与一个或多个阈值进行比较，并基于该比较来确定风的大小。例如，当测量值小于阈值时，控制单元可以确定风的大小为低，而当测量值大于阈值时，确定风的大小为高。因此，可以以相对简单的方式确定风的大小，该方式可以在硬件中成本有效地实现。 [0010] 频率样本可以具有不大于50Hz的最大频率。风引起的信号能量变化主要发生在低频。更具体地说，大部分能量包含在低于约500Hz的频率上。许多现实生活中的噪声可能在这些频率上具有能量。然而，现实生活中很少有噪声在低于50Hz的频率下具有显著的能量。因此，通过对样本采用50Hz的最大频率，可以用更少的错误触发更可靠地确定风的大小。 [0011] 头罩可以包括扬声器和主动噪声消除单元，并且麦克风可以是主动噪声消除单元的麦克风。因此，提供了一种响应风来控制空气净化器的流速的成本有效的解决方案。特别是，单个麦克风可以用于两种完全不同的目的。 [0012] 头罩可以包括另一麦克风，并且控制单元可以分析由麦克风输出的信号和由另一麦克风输出的另一信号，以确定风的大小。通过使用两个麦克风，可以更可靠地确定风的大小。 [0013] 控制单元可以将信号的时间样本变换成一个或多个频率样本，并将另一信号的时间样本变换成一个或多个另一频率样本。控制单元然后可以基于频率样本和另一频率样本的能量来确定风的大小。风在频域中具有可识别的形状。因此，通过将信号和另一信号的样本从时域变换到频域，然后分析所得样本的能量，可以确定风的大小。 [0014] 控制单元可以基于频率样本和另一频率样本的能量差来确定风的大小。在相对较低的频率下，风中的大部分能量都包含在内，现实生活中的噪声将具有相对较长的波长。因此，现实生活中的噪声很可能在麦克风和另一麦克风的信号中具有相似的能量特征。然而，当风粒子撞击两个麦克风的振膜时，它们可能会以随机的方式撞击，这对于每个麦克风来说都是独一无二的。因此，风很可能在麦克风和另一麦克风的信号中表现为不同的能量。因此，通过分析两个信号的频率样本的差异，可以用更少的错误触发更可靠地确定风的大小。 [0015] 控制单元可以基于差值随时间的变化来确定风的大小。与风相关的能量通常随时间变化。相比之下，与现实生活中的噪声相关的能量，特别是在相对较低的频率下，在同一时间段内可能变化相对较小。因此，通过不仅分析两个信号的能量差异，而且分析这些差异如何随时间变化，可以更可靠地确定风的大小。 [0016] 控制单元可以确定信号和另一信号的相干性，并基于该相干性确定风的大小。相干性是两个麦克风信号之间关系的测量，因此可以用于评估相似性。如上所述，在相对较低的频率下，风的大部分能量被包含在内，现实生活中的噪声将具有相对较长的波长。因此，现实生活中的噪声很可能在每个麦克风信号中具有相似的能量特征(尽管幅度可能不同)。相比之下，风在两个麦克风信号中可能具有不同的能量特征。因此，两个信号的相干性可以提供对风力大小的相对较好的测量。 [0017] 控制单元可以基于以下至少两个来确定风的大小：样本和/或另一样本的能量；样本和/或另一样本的能量随时间的变化；样本和另一样本的能量差异；以及样本和另一样本的能量差的变化。通过使用至少两种不同的测量，可以更可靠地确定风的大小。 [0018] 头罩可以包括扬声器和主动噪声消除单元。麦克风可以是主动噪声消除单元的前馈麦克风，并且另一麦克风可以是主动噪声消除单元的反馈麦克风。因此，提供了一种响应风来控制空气净化器的流速的成本有效的解决方案。特别地，这两个麦克风可以用于两个非常不同的目的。这种布置具有进一步的优点，即反馈麦克风与风隔离或屏蔽。因此，由于风导致的麦克风的两个信号中的不相干或其他差异将被放大，从而可以做出更可靠的确定。 [0019] 头罩可以包括左耳杯和右耳杯。麦克风可以设置在左耳杯中，并且另一麦克风可以设置在右耳杯中。这样做的优点是，除了确定风力之外，控制单元还可以确定风向。 [0020] 每个耳杯可以包括扬声器和有源噪声消除单元。麦克风可以是左耳杯的主动噪声消除单元的前馈麦克风，并且另一麦克风可以是右耳杯的主动噪声消除的前馈麦克风。因此，提供了一种响应风来控制空气净化器的流速的成本有效的解决方案。特别地，麦克风可以用于两个非常不同的目的。这种布置具有进一步的优点，即两个麦克风都是暴露的，因此对风敏感。附图说明 [0021] 现在将参考附图通过示例的方式描述实施例，其中： [0022] 图1示出了根据一个实施例的头罩； [0023] 图2是头罩截面的简化视图； [0024] 图3示出了头罩的耳杯； [0025] 图4是耳杯的截面图； [0027] 图6是头罩的部件的框图； [0028] 图7是头罩的风检测模块的框图；和 [0029] 图8示出了五个麦克风的频率响应，其中只有一个(箭头所示)暴露在风中。 [0030] 发明内容 [0031] 图1至6的头罩1包括头带2、左耳杯3、右耳杯4和喷嘴5。 [0033] 每个耳杯3、4包括壳体10、扬声器组件11、空气净化器12和耳垫13。此外，耳杯3、4之一包括控制单元14。 [0034] 壳体10容纳扬声器组件11、空气净化器12和(对于其中一个耳杯)控制单元14，并且包括空气入口20和空气出口21。空气入口20包括壳体10的壁上的多个孔。空气出口21设置在壳体10的出口导管22的端部。 [0035] 扬声器组件11包括扬声器25和有源噪声消除(ANC)单元26。ANC单元26包括前馈麦克风27、反馈麦克风28和ANC电路29。ANC电路29联接到前馈麦克风27和反馈麦克风28，并且联接到扬声器25。响应于从前馈和反馈麦克风27、28接收的信号，ANC电路29产生用于驱动扬声器25的输出信号。 [0036] 空气净化器12包括电动机30、叶轮31和过滤器32。叶轮31由电动机30驱动，并且当被驱动时，使得空气通过壳体10的空气入口20被吸入。空气通过位于叶轮31上游的过滤器32被吸入。空气被过滤器32净化，净化后的空气经由壳体10的空气出口21排出。 [0038] 风检测模块35联接到两个耳杯3、4的前馈和反馈麦克风27、28。风检测模块35分析麦克风27、28输出的信号，以确定风的大小和/或方向。 [0039] 电机控制模块36控制每个耳杯3、4的电动机30。更具体地，电机控制模块36产生驱动信号(例如PWM信号)，用于控制电动机30的速度，从而控制空气净化器12的流速。电机控制模块36联接到风检测模块35。响应于由风检测模块35确定的风的大小和/或方向，电机控制模块36控制空气净化器12的流速。 [0040] 喷嘴5可拆卸地附接到左和右耳杯3、4。更具体地说，喷嘴5可拆卸地附接到左和右耳杯3、4的出口导管22。喷嘴5包括弯曲的导管40，其具有位于导管40一端的第一入口41、位于导管40的相对端的第二入口42和位于导管40长度中间的出口43。出口43包括由网覆盖的导管40中的孔。当附接到耳杯3、4时，喷嘴5的第一入口41接收来自左耳杯3的空气净化器12的第一气流，第二入口42接收来自右耳杯4的空气净化器12的第二气流。两股气流在导管40内行进，并在出口43处汇合。然后，组合的气流经由出口43从喷嘴5排出。 [0041] 当佩戴者佩戴头罩1时，两个空气净化器12的组合气流作为净化气流朝向佩戴者的嘴和鼻子排出。当在户外佩戴头罩1时，风可以将净化空气流推离佩戴者的嘴和鼻子。为了对此进行补偿，控制单元14响应于风的变化来控制空气净化器12的流速。 [0042] 风检测模块35分析由头罩1的麦克风27、28输出的信号，并且作为响应，确定风的大小和/或方向。由风检测模块35执行的分析将在下面更详细地描述。响应于所确定的大小和/或方向，电机控制单元36控制空气净化器12的流速。 [0043] 在第一示例中，风检测模块36可以确定风的大小。更具体地，风检测模块35可以确定风的大小是低还是高。当风的大小为低时，电机控制单元36以第一速度驱动空气净化器12的电动机30，使得每个空气净化器12以第一流速产生净化空气。两个空气净化器12的气流在喷嘴5的出口43处结合，以产生净化气流，该净化气流以第一速度被导向佩戴者的嘴和鼻子。当风检测模块35确定风力较大时，电机控制单元36以第二较高速度驱动空气净化器 12的电动机30，使得每个空气净化器12以第二较高流速产生净化空气。因此，净化空气流以第二更高的速度流向佩戴者的嘴和鼻子。因此，响应于风力的增加，净化空气流的速度增加。因此减少了由于风造成的气流方向的偏差，因此净化的空气继续保持在佩戴者的嘴和鼻子处。 [0044] 在第二示例中，风检测模块35可以确定风向。更具体地，风检测模块35可以确定风的方向相对于头罩1是来自左侧、右侧还是来自前/后。 [0045] 当风向来自左侧时，电机控制单元36以高于左耳杯3的速度驱动右耳杯4的空气净化器12的电动机30。这可以通过增加右耳杯4的电动机30的速度和/或通过降低左耳杯3的电动机30的速度来实现。由于速度不同，右耳杯4的空气净化器12以比左耳杯3的空气净化器12更高的流速产生净化空气。两股气流在喷嘴5的出口43处继续混合。然而，因为两股气流具有不同的流速，所以从出口43排出的净化空气流不再直接向前，而是向一侧倾斜。在这种特定情况下，右耳杯4的空气净化器12产生较高的流速。因此，净化空气流向左侧倾斜。因此，净化空气流朝着逆风的方向倾斜。净化空气的合成气流(即从喷嘴排出的气流和风的合成气流)到达佩戴者的嘴和鼻子。 [0046] 当风向来自右侧时，电机控制单元36以较高的相对速度驱动左耳杯3的电动机30。因此，左耳杯3的空气净化器12产生更高的流速，因此净化空气流向右倾斜。当风向来自前方或后方时，电机控制单元36以相同的速度驱动两个空气净化器12的电动机30。因此，空气净化器12以相同的流速产生净化空气，因此净化空气流被直接向前引导。 [0047] 因此，控制单元14响应于所确定的风向来控制空气净化器12的相对流速。更具体地，响应于确定风向来自头罩1的一侧，控制单元14增加位于头罩1下游侧的空气净化器12的相对流速。因此，净化空气流在逆风的方向上从喷嘴5排出，并且因此所产生的净化空气流到达佩戴者的嘴和鼻子。 [0048] 在上述第一示例中，风检测模块35确定风的大小是低还是高。应当理解，当确定风的大小时，风检测模块35可以使用其他尺度。例如，风检测模块35可以确定风的大小具有在0和10之间的值，其中0是无风，10是大风。类似地，在第二示例中，风检测模块35确定风的大小是来自左侧、右侧还是前/后。同样，当确定风向时，风检测模块35可以使用其他尺度。例如，风检测模块35可以确定风向具有‑10到+10之间的值，其中‑10是直接来自左侧的侧风，+ 10是直接来自右侧的侧风，0是逆风或顺风。 [0049] 风检测模块35可以确定风的大小和风向。在这种情况下，电机控制单元36响应于风的大小和方向来控制空气净化器12的相对流速。 [0050] 现在参考图7，风检测模块35包括模数转换器(ADC)单元37、频谱分析器38和风确定器单元39。ADC单元37将四个麦克风27、28的信号从模拟转换成数字。频谱分析器38将每个数字麦克风信号从时域转换到频域。频谱分析器38使用快速傅立叶变换(FFT)或其他离散傅立叶变换，以便将麦克风信号的时域样本变换成频域样本(有时称为箱)。每个频率样本代表麦克风信号在该特定频率下的能量。风确定器单元39分析频率样本的能量，并且作为响应，确定风的大小和/或风的方向。 [0051] 头罩1的麦克风27、28被设计成感测数百μPa至数十Pa范围内的空气扰动。然而，即使是微弱的风(如蒲福风级1级)也会产生比这大一百倍的压力。因此，风检测模块35使用麦克风27、28作为敏感的压力传感器来感测风的大小和/或方向。 [0052] 当空气颗粒撞击麦克风的振膜时，它们以一种不可预测的方式撞击。然而，风在频域中具有可识别的形状。图8是五个麦克风频率响应的时间平均图，其中只有一个麦克风(用箭头表示)暴露在风中。麦克风信号的形状或能量随着频率而变化，并且取决于麦克风的位置、耳杯的壳体和周围结构以及风的大小和方向等。然而，由于风引起的信号形状的变化主要发生在低频，并且通常大部分能量包含在低于大约500Hz的频率上。风检测模块35利用这种行为来确定风的大小和/或方向。 [0053] 如下所述，风检测模块35可以采用各种方法来确定风的大小和/或方向。尽管头罩1包括四个麦克风(每个耳杯3、4中有两个麦克风27、28)，但是风检测模块35采用的一些方法可以使用更少的麦克风来实现。事实上，一些方法可以仅使用一个麦克风来实现。 [0054] 在下面描述的每种方法中，风检测模块35分析麦克风信号，并基于预定频率范围内的信号能量来确定风的大小和/或方向。如上所述，风的大部分能量包含在低于大约500Hz的频率上。许多现实生活中的噪声可能在这些频率上具有能量。然而，现实生活中很少有噪声在低于约50Hz的频率下具有显著的能量。因此，风检测模块35采用的预定频率范围可以是例如0至50Hz。因此，可以用更少的错误触发更可靠地确定风的大小和/或方向。 [0055] 频谱分析器38可以使用采样频率，从而生成跨越预定频率范围的单个频率样本。替代地，频谱分析器38可以使用采样频率，使得生成跨越预定频率范围的多个频率样本。因此，可以说频谱分析器38产生跨越预定频率范围的一个或多个频率样本。 [0056] 在第一方法中，风检测模块35仅使用前馈麦克风27中的一个来确定风的大小。 [0057] 风确定器单元39基于一个或多个频率样本的总能量来确定风的大小。更具体地，风确定器单元39将样本的总能量与一个或多个阈值进行比较，并基于该比较来确定风的大小。例如，风确定器单元39可以将样本的总能量与单个阈值进行比较。然后，如果总能量小于阈值，风确定器单元39确定风的大小为低，如果总能量大于阈值，确定风的大小为高。 [0058] 风确定器可以将不同频率样本的总能量与不同阈值进行比较。例如，仅当第一样本的总能量大于第一阈值并且第二样本的总能量大于不同的第二阈值时，风确定器单元39可以确定风的大小为高。 [0059] 风的能量特征或形状可能随时间显著变化。因此，可以定义频谱分析器38的时间分辨率，以便消除这些短期变化。替代地，风确定器单元39可以基于不同时间间隔的频率样本的总能量来确定风的大小。例如，频谱分析器38可以在时间T1生成第一组频率样本，并且在时间T2生成第二组频率样本。然后，风确定器单元39将两组样本的能量相加或平均，以确定总能量。 [0060] 第一种方法的潜在问题是，一些现实生活中的噪声(例如，雷声、海浪、头顶直升机)可能具有包含在预定义频率范围内的能量，因此被误认为是风。 [0061] 在第二种方法中，风检测模块35再次仅使用前馈麦克风27中的一个来确定风的大小。然而，风确定器单元39不是基于频率样本的总能量来确定风的大小，而是基于总能量随时间的变化来确定风的大小。 [0062] 如前所述，风的能量特征可能随时间显著变化。相比之下，现实生活中噪声的能量特征(在这些低频下)在相同的时间尺度上可能变化相对较小。因此，风确定器单元39基于频率样本的总能量的时间变化来确定风的大小。 [0063] 风确定器单元39确定不同时间间隔的样本的总能量的差。例如，频谱分析器38可以在时间T1生成第一组样本，在时间T2生成第二组样本。然后，风确定器单元39确定第一和第二组样本的能量差，并基于这些差确定风的大小。 [0064] 风确定器单元39可以确定代表样本总能量的时间方差的测量值。例如，风确定器单元39可以确定平方差的和或绝对差的和。然后，风确定器单元39将测量值(例如平方和)与一个或多个阈值进行比较，以确定风的大小。例如，如果测量值小于阈值，则风确定器单元39可以确定风的大小为低，如果测量值大于阈值，则为高。 [0065] 风检测模块35可以采用第一种方法和第二种方法，以便更可靠地确定风的大小。在这种情况下，风确定器单元39基于样本的总能量和总能量的时间变化来确定风的大小。 因此，例如，仅当样本的总能量大于第一阈值并且总能量的差的平方和大于第二阈值时，风确定器单元39可以确定风的大小为高。 [0066] 在采用第一种方法和第二种方法时，风检测模块35提供了对风力大小的更可靠的确定。然而，能量在预定义频率范围内的真实噪声可能是短暂的，因此被误认为是风。 [0067] 在第三种方法中，风检测模块35使用两个耳杯3、4的前馈麦克风27来确定风的大小。 [0068] 在包含来自风的大部分能量的相对较低的频率下，现实生活中的噪声将具有相对较长的波长，因此不会被头罩1或人体显著改变。因此，在预定义的频率范围内(例如，低于50Hz)，两个前馈麦克风27将以相似的能量和相位检测现实生活中的噪声。然而，当风粒子撞击两个麦克风27的振膜时，它们以随机的方式撞击，这对于每个麦克风是独一无二的。因此，风在两个麦克风27的信号中表现为不同的能量。因此，风检测模块35利用这种行为来确定风的大小。 [0069] 风检测模块35基于两个麦克风信号的比较来确定风的大小。更具体地，风确定器单元39基于两个麦克风信号的能量差来确定风的大小。 [0070] 风确定器单元39可以基于两个信号的频率样本的总能量的差异来确定风的大小。例如，如果差的测量(例如，平方和或绝对值和)小于阈值，则风确定器单元39可以确定风的大小为低，如果该测量大于阈值，则为高。替代地或附加地，风确定器单元39可以基于两个信号的能量差的时间变化来确定风的大小。例如，频谱分析器38可以在时间T1生成第一组样本(对于两个麦克风)，并且在时间T2生成第二组样本(同样，对于两个麦克风)。风确定器单元39然后可以基于第一组样本的能量差确定第一差值(例如，平方和或绝对值和)，并且基于第二组样本的能量差确定第二差值。只有当第一差值和第二差值都大于阈值时，风确定器单元39才可以确定风的大小为高。 [0071] 风检测模块35可以将第三种方法与第一种方法和第二种方法中的一种或两种一起使用。例如，只有在(i)麦克风信号之一的样本的总能量大于阈值(第一方法)和(ii)两个麦克风信号的总能量之差大于另一阈值(第三方法)的情况下，风确定器单元39才可以确定风的大小为高。以这种方式，只有当(i)至少一个麦克风信号中的低频能量高并且(ii)两个麦克风信号的低频能量足够不同时，风确定器单元39才确定风的大小为高。作为另一示例，只有当(i)一个麦克风信号在给定时间段内的总能量差大于阈值(第二方法)和(ii)两个麦克风信号在相同时间段内的总能量差大于另一阈值(第三方法)时，风确定器单元39才可以确定风的大小为高。以这种方式，只有当(i)至少一个麦克风信号中的低频能量随时间变化，并且(ii)两个麦克风信号的低频能量在不同时间足够不同时，风确定器单元39才确定风的大小为高。 [0072] 在第四方法中，风检测模块35使用两个麦克风确定风的大小。第一麦克风是一个耳杯的前馈麦克风27，第二麦克风是同一耳杯的反馈麦克风28或者是相对耳杯的前馈麦克风27。 [0073] 风确定器单元39基于两个麦克风信号的相干性来确定风的大小。相干性是两个麦克风信号之间关系的测量，因此可以用于评估相似性。在一个麦克风信号中存在而在另一麦克风信号中不存在的任何噪声将导致较低的相干值。对于位置相对靠近的两个麦克风，现实生活中的噪声将在每个麦克风信号中具有相似的能量特征(尽管幅度可能不同)，至少在这些低频下是如此。相比之下，风在两个麦克风信号中具有非常不同的能量。因此，两个信号的相干性可以用于确定风的大小。例如，如果相干性大于阈值(即，两个信号相似)，则风确定器单元39可以确定风的大小为低，而如果相干性小于阈值(即，两个信号不相似)，则风的大小为高。 [0074] 同样，风检测模块35可以将第四方法与一种或多种其他方法一起使用。例如，只有当(i)至少一个麦克风信号的总能量大于阈值(第一方法)，以及(ii)两个麦克风信号的相干性小于另一阈值(第四方法)时，风确定器单元39才可以确定风的大小为高。 [0075] 第一麦克风可以是前馈麦克风27，第二麦克风可以是反馈麦克风28。这种布置的优点在于，两个麦克风27、28位置非常接近，因此现实生活中的噪声将导致两个麦克风在低频下具有基本相同的能量特征。此外，反馈麦克风28与风隔离或屏蔽。因此，由风引起的两个信号的不相干性将显著增加。然而，这种布置的潜在缺点是耳杯3、4的扬声器25可能产生能量在预定频率范围内的声音(例如亚低音)。因此，两个信号的不相干性将增加。 [0076] 第一麦克风可以是一个耳杯3的前馈麦克风27，第二麦克风可以是相对的耳杯4的前馈麦克风27。这种布置的优点是两个麦克风27都暴露在风中。然而，麦克风27被定位得更远，因此由于现实生活中的噪声导致的两个信号的差异将会增加。此外，如果佩戴者抓住并操作其中一个耳杯，产生的噪声将增加两个信号的不相干性，因此可能被解释为风。此外，由左耳杯3中的空气净化器12产生的声音可能不同于由右耳杯4中的空气净化器12产生的声音，这将再次增加两个信号中的不相干性。 [0077] 到目前为止，已经提到了确定风的大小。然而，风检测模块35可以附加地或替代地确定风的方向。 [0078] 在第五方法中，风检测模块使用两个前馈麦克风27来确定风的方向。 [0079] 第五方法本质上是第一方法的扩展。风确定器单元29确定第一麦克风(例如左耳杯)的总能量和第二麦克风(例如第二耳杯)的总能量。然后，风确定器单元39基于两种能量的比较来确定风的方向。例如，如果第一麦克风的总能量较大，则风确定器单元39可以确定风来自左侧，如果第二麦克风的总能量较大，则风来自右侧。如果两个麦克风的总能量相同或相似，则风确定器单元39确定风来自前方或后方。在另一示例中，如果两个信号的总能量之差大于阈值，则风确定器单元39可以确定风是侧风，如果该差小于阈值，则确定风是逆风或顺风。 [0080] 风检测模块35可以将第五方法与一种或多种前述方法相结合，以便更好地确定风向。例如，第一个麦克风的总能量可能大于第二个麦克风的总能量，表明风来自左侧。然而，第一麦克风的能量可以随时间相对恒定(指示现实生活中的噪声)，而第二麦克风的能量可以是可变的(指示风)。因此，风确定器单元39可以基于(i)两个麦克风信号的总能量(第五方法)和(ii)两个麦克风信号的能量的时间变化(第三方法)来确定风向。因此，风检测模块35可以更可靠地确定风向。 [0081] 在第六种方法中，风检测模块35使用两个耳杯3、4的前馈和反馈麦克风27、28来确定风向。 [0082] 风确定器单元39基于每个耳杯的前馈和反馈麦克风的信号的相干性来确定该耳杯3、4处的风的大小。风确定器单元39可以另外使用一种或多种上述其他方法来确定每个耳杯3、4处的风的大小。风力确定器单元39然后基于风的大小的比较来确定风的方向。因此，例如，如果左耳杯3处的风力较大，则风确定器单元39可以确定风来自左侧，如果右耳杯4处的风力较大，则确定风来自右侧，如果两个耳杯3、4的风力相同或相似，则风来自前方或后方。 [0083] 从上文中显而易见的是，风检测模块35可以采用不同的方法和/或方法的排列，以便确定风的大小和/或方向。在上述示例方法中，风检测模块35确定风的大小是低还是高，和/或风向是来自左、右还是前/后。然而，如已经提到的，当确定风的大小和/或方向时，风检测模块35可以使用其他尺度。例如，这可以通过使用多个阈值来实现。 [0084] 头罩1具有四个麦克风27、28。然而，如上所述，风检测模块35能够使用较少数量的麦克风来确定风的大小和/或方向。特别地，风检测模块35能够仅使用一个麦克风来确定风的大小，并且仅使用两个麦克风来确定风的方向。 [0085] 风检测模块35利用了头罩1的ANC麦克风27、28。这于是提供了一种响应于风的变化来控制空气净化器12的流速的成本有效的解决方案。然而，头罩1可以包括附加的或替代的麦克风，风检测模块35可以使用这些麦克风来确定风的大小和/或方向。例如，头罩1可以包括一个或多个电话麦克风。具体地，头罩1可以在耳杯3、4中的一个或两个上包括一对电话麦克风。成对的电话麦克风可以彼此靠近放置，以提供波束成形。因此，两个麦克风都暴露在风中，非常适合检测风。 [0086] 头罩1包括一对空气净化器12。这种布置比单个空气净化器有几个优点。例如，头罩1的重量在两个耳杯3、4之间得到更好的平衡。此外，通过以较低的速度驱动电动机30，可以以给定的流速产生净化空气流，这又降低了噪声。然而，尽管有这些优点，头罩1可以设想包括单个空气净化器。电机控制单元36将响应风力的变化继续控制空气净化器的流速。响应于风向的变化，头罩1可以包括位于喷嘴5的出口43处的蝶形阀或其他装置，移动该蝶形阀或其他装置以改变净化空气流排出的方向。 |
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