移动状态识别方法、装置和系统与流程

本发明实施例涉及状态检测技术，尤其涉及一种移动状态识别方法、装置和系统。

背景技术：

当下，越来越多的电视具备了体感设备，可以判断人体的移动状态。人们通过这些体感设备可以与电视画面进行体感互动或其他操作。体感设备中常使用激光及摄像头来获取人体影像信息，进而捕捉人体3D全身影像，识别人体移动状态，包括移动方向和速度。

这种光学判断动作主要精度在平行于屏幕的平面内感知，在垂直于屏幕方向上主要通过感知画面变大变小来判断靠近还是远离。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：在垂直于屏幕方向上，通过感知画面变大变小来判断靠近还是远离的这种判断方法难度较大，当只有瞬间移动速度时，无法判断画面大小的变化趋势，即使判断到了，也会存在较大延迟。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种移动状态识别方法、装置和系统，以快速识别两事物之间的相对移动状态。

为达到上述目的，一方面，本发明实施例提供一种移动状态识别方法，包括：获取第一设备接收到的声波信号，所述声波信号为第二设备以固定频率发出，并被所述第一设备接收到的声波信号；所述第一设备与所述第二设备相互分离；根据所述第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定所述第一设备相对所述第二设备的移动状态。

另一方面，本发明实施例提供一种移动状态识别装置，所述装置包括：信号获取模块，用于获取第一设备接收到的声波信号，所述声波信号为第二设备以固定频率发出，并被所述第一设备接收到的声波信号；所述第一设备与所述第二设备相互分离；状态确定模块，用于根据所述第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定所述第一设备相对所述第二设备的移动状态。

另一方面，本发明实施例提供一种移动状态识别系统，所述系统包括：第一设备、第二设备以及如上所述的移动状态识别装置；所述移动状态识别装置设置在所述第一设备中，或者所述移动状态识别装置设置在所述第二设备中，所述移动状态识别装置分别与所述第一设备和所述第二设备通信连接；其中：所述第一设备，用于发出具有固定频率的声波信号；所述第二设备，用于接收所述第一设备发出的声波信号。

另一方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括存储器、一个或多个处理器以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序在由所述一个或多个处理器执行时执行下述操作：获取第一设备接收到的声波信号，所述声波信号为第二设备以固定频率发出，并被所述第一设备接收到的声波信号；所述第一设备与所述第二设备相互分离；根据所述第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定所述第一设备相对所述第二设备的移动状态。

另一方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行使得移动状态识别装置执行操作，所述操作包括：获取第一设备接收到的声波信号，所述声波信号为第二设备以固定频率发出，并被所述第一设备接收到的声波信号；所述第一设备与所述第二设备相互分离；根据所述第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定所述第一设备相对所述第二设备的移动状态。

本发明实施例提供的移动状态识别方法、装置和系统，利用多普勒效应，在第二设备发出固定频率的声波信号，并被第一设备接收时，获取该接收到的声波信号，通过识别该信号频率的变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。采用本发明实施例提供的方案，在检测人或物体相对参照物的移动状态时，可将上述第一设备、第二设备对应设置在被检测人或物体以及参照物处，从而通过检测得到的第一设备相对第二设备的移动状态，确定人或物体相对参照物的移动状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例提供的移动状态识别方法一个实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图；

图7为本发明实施例提供的移动状态识别装置一个实施例的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的状态确定模块一个实施例的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的移动状态识别装置另一个实施例的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的终端设备一个实施例的结构示意图；

图11为本发明提供的用于移动状态识别的计算机程序产品一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

图1为本发明提供的移动状态识别方法一个实施例的方法流程图。本方案的思路，是在第一设备接收第二设备发出的固定频率的声波信号时，对第一设备实际接收到的声波信号进行识别，然后根据声波信号的频率变化，来确定两个设备相对的移动状态。因此，本方法的执行主体既可以为第一设备，也可为第二设备，或是设置在第一设备或第二设备中的装置或模块。当执行主体为第一设备或为设置在第一设备中的装置或模块时，该执行主体可通过如无线网络、红外通信、蓝牙等方式与第二设备实现通信。如图1所示，该移动状态识别方法包括如下步骤：

S110，获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与第二设备相互分离。

其中，第一设备为可发出固定频率声波信号的信号发生装置，或集成有这样的信号发生装置的设备。第二设备为可接收声波信号的信号接收装置，或集成有这样的信号接收装置的设备。

本方法实施例的执行主体既可以设置在第一设备中，也可以设置在第二设备中，也可以独立于第一设备和第二设备，又可以是第一设备或第二设备本身。当执行主体为独立于第一设备，或设置在第二设备中，或为第二设备本身时，在第一设备中还需额外设置通信模块与执行主体进行通信，从而使得执行主体能够获取到第一设备接收到的声波信号。上述固定频率的声波信号可为任意频率的声波信号。

具体地，第一设备与第二设备相互分离的位于两个位置，且二者之间可存在相对移动。第二设备向外界发出具有固定频率的声波信号，该声波信号通过传播媒介(如空气)传播到第一设备处，并被第一设备接收到。当第一设备在接收该声波信号的过程中，与第二设备之间发生相对位移时(该相对位移指沿第一设备与第二设备的连接线方向上的位移)，第一设备接收到的声波信号的频率会发生变化。

S120，根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。

多普勒效应中，对声源信号和接收者之间的相对位移和相对速度与接收者实际接收到的声源信号的频率之间都有明确的对应关系。例如，当接收者靠近声源时，接收的声源信号的频率会增大；当接收者远离声源时，接收的声源信号的频率会减小；且增加或减小的偏移量与接收者相对声源移动的速度有关。

本实施例利用声源信号与接收者在发生相对位移时产生的多普勒效应来识别第一设备相对第二设备的移动状态。这里说明，本实施例中的移动状态，特指第一设备和第二设备连线方向上的相对移动状态，包括：移动的方向和/或速度。

具体地，将第二设备视为发出声波信号的声源，第一设备视为接收声源信号的观测者，根据第一设备实际接收到的声波信号的频率的变化，可获悉第一设备相对第二设备是靠近还是远离，且相对移动的速度为多少。

在此基础上，根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态的处理包括：

如果第一设备接收到的声波信号的频率增大，则确定第一设备沿靠近第二设备的方向移动；

如果第一设备接收到的声波信号的频率减小，则确定第一设备沿远离第二设备的方向移动；且

确定第一设备沿靠近或远离第二设备方向移动的速度为：第一设备接收到的声波信号的频率偏移量与第二设备发出的声波信号的波长的乘积。

具体地，在多普勒效应中存在如下关系：假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v：

当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ，如果观察者远离波源，则观察到的波源频率为(c-v)/λ。

由此可知，观察到的波源频率的偏移量为v/λ。依据此关系，本实施例在计算第一设备相对第二设备的移动速度时，确定该移动速度为第一设备接收到的声波信号的频率偏移量与第二设备发出的声波信号的波长的乘积。

其中，所述的声波信号的频率偏移量特指第一设备接收到的声波信号的频率的瞬时偏移量。通过该瞬时偏移量可以得到第一设备相对第二设备移动的瞬时速度。

在具体应用场景中，可将第一设备和/或第二设备集成或同步设置在任意两个目标事物上，进而测量两个目标事物之间的相对移动状态。

本实施例提供的移动状态识别方法，利用多普勒效应，在第二设备发出固定频率的声波信号，并被第一设备接收时，获取该接收到的声波信号，通过识别该信号频率的变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。采用本发明实施例提供的方案，在检测人或物体相对参照物的移动状态时，可将上述第一设备、第二设备对应设置在被检测人或物体以及参照物处，从而通过检测得到的第一设备相对第二设备的移动状态，确定人或物体相对参照物的移动状态。

实施例二

图2为本发明提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图，可视为图1所示方法实施例的一种具体实现方式。如图2所示，该移动状态识别方法包括如下步骤：

S210，获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与第二设备相互分离。步骤S210与步骤S110的内容相同。

S220，对第一设备接收的声波信号进行倍频，生成倍频后的信号。

由于一般接收声波信号的装置在接收声源发出的基波信号时，不可避免的产生出如2次，3次谐波的干扰信号，且这些干扰信号在自然状态下，以接近几何级数衰减。为了增强本方法中，通过第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态时的抗干扰能力，在考虑以接收的声波信号为基波进行移动状态确定的基础上，还增加了以该基波对应的谐波如2次，3次谐波的频率变化作为判断依据。

具体地，在获取到第一设备接收的声波信号之后，还可对该声波信号进行倍频，生成倍频后的信号。

例如，可对接收的第一频率声波完成模数转换和滤波处理后，对第一频率声波进行倍频，生成至少一个整数倍频率的声波信号，该倍频后的信号为接收到的声波信号的2次，3次谐波信号。由于在信号接收过程中，主要干扰信号为接收到的声波信号的2次，3次谐波，因此为了提高抗干扰能力，本实施例优选这两种谐波作为倍频后的声波信号。

S230，根据倍频后的信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。步骤S230与步骤S120相似。

与S120相区别的，本步骤是针对倍频后的信号的频率变化进行处理，来确定第一设备相对第二设备的移动状态，其步骤原理与S120的处理原理相同，只是计算得到的移动速度为实际移动速度的倍数，该倍数即为倍频的倍数。

本实施例提供的移动状态识别方法，在图1所示方法实施例的基础上，先对第一设备接收到的声波信号进行倍频，然后依据倍频后的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。提高了处理过程中的抗谐波的干扰能力，以及移动状态识别的准确性。

实施例三

图3为本发明提供的移动状态识别方法另一个实施例的方法流程图，可视为图1或图2所示方法实施例的一种具体实现方式。在该实施例中，示出了一种具体应用场景：

假设第一设备为穿戴设备，第二设备为媒体设备，如具有体感互动功能的电视机。媒体设备可向外发出固定频率的声波信号。穿戴设备可被穿戴在人身体上，如手臂、腿上，并可接收媒体设备发出的声波信号。本方法的执行主体：移动状态识别装置设置在穿戴设备中。

1，用户站在电视屏幕前，与媒体设备进行体感互动。设置在用户身上的穿戴设备会随着人身体相应位置的移动而移动，同时接收电视机发出的具有固定频率的声波信号。例如，该固定频率的声波信号为电视的扬声器发出具有预定频率的超声波。通常，高音扬声器很容易发出超出20KHz的超声波。本实施例优选采用低频超声波或者高频声波的原因是频率低，波长长，易于接收和识别。

2，设置在穿戴设备中的移动状态识别装置，获取到穿戴设备接收的声波信号，并对该声波信号的频率变化进行分析识别，得到穿戴设备相对电视机的移动状态。其中，在获取到穿戴设备接收的声波信号后，可先通过模数转换，将声波的模拟信号转换为数字信号，然后对数字信号进行窄带宽的滤波处理，提取出较为纯净的声波的信号，最后再分析识别声波信号的频率变化。

3，在根据声波信号的频率变化，得到穿戴设备相对电视机的移动状态后，移动状态识别装置可将该移动状态的信息发送至电视机，以使电视机完成人体运动轨迹和内置体感应用的互动处理。

可替代地，与图3所示应用场景大体相同，区别在于：将移动状态识别装置设置在电视机中，形成如图4所示应用场景。

1，用户站在电视屏幕前，与媒体设备进行体感互动。设置在用户身上的穿戴设备会随着人身体相应位置的移动而移动，同时接收电视机发出的具有固定频率的声波信号。

2-3，设置在电视机中的移动状态识别装置，会实时接收穿戴设备返回的声波信号，该声波信号即为穿戴设备从电视机处获取到的声波信号。移动状态识别装置对该声波信号的频率变化进行分析识别，得到穿戴设备相对电视机的移动状态。

电视机利用该移动状态的信息完成人体运动轨迹和内置体感应用的互动处理。

可替代地，与图3所示应用场景大体相同，区别在于：由穿戴设备向外发出固定频率的声波信号，电视机接收该声波信号。本方法的执行主体：移动状态识别装置设置在穿戴设备中，形成如图5所示应用场景。

1，用户站在电视屏幕前，与媒体设备进行体感互动。设置在用户身上的穿戴设备会随着人身体相应位置的移动而移动，同时向外发出具有固定频率的声波信号。

2，电视机接收到该声波信号后，将接收到的声波信号返回给穿戴设备中的移动状态识别装置。

3，移动状态识别装置，获取到穿戴设备接收的声波信号，并对该声波信号的频率变化进行分析识别，得到穿戴设备相对电视机的移动状态。

4，在根据声波信号的频率变化，得到穿戴设备相对电视机的移动状态后，移动状态识别装置将该移动状态的信息发送至电视机，以使电视机完成人体运动轨迹和内置体感应用的互动处理。

可替代地，与图5所示应用场景大体相同，区别在于：将移动状态识别装置设置在电视机中，形成如图6所示应用场景。

1，用户站在电视屏幕前，与媒体设备进行体感互动。设置在用户身上的穿戴设备会随着人身体相应位置的移动而移动，同时向外发出具有固定频率的声波信号。

2，设置在电视机中的移动状态识别装置，获取到电视机接收到的声波信号，对该声波信号的频率变化进行分析识别，得到穿戴设备相对电视机的移动状态。

电视机利用该移动状态的信息完成人体运动轨迹和内置体感应用的互动处理。

上述4个实施例对应的应用场景中，当接收声波信号的一端(穿戴设备或电视机)接收的声波信号的频率变大，则表征人体沿靠近电视屏幕的方向发生移动；当接收的声波信号的频率变小，则表征人体沿远离电视屏幕的方向发生移动。同时还可根据频率的偏移量的大小计算得到移动的速度。电视机利用这些移动状态的信息，可准确判断人体沿垂直屏幕方向的运动行为，从而完成与人体的体感互动。

在上述实施例中，移动状态识别装置，电视机、穿戴设备相互之间，可通过以下一种或其组合通信方式实现相互通信：蓝牙、无线网络和近场通信。

可替代上，上述穿戴设备也可以为手持移动设备，如手机等。

本实施例所示的移动状态识别方法，以第一设备为媒体设备，第二设备为穿戴设备示出了四种具体应用场景下的方法执行过程。丰富了本方法实施例的具体实现方式。同时也表明，本发明实施例提供的移动状态识别方法，应用在体感电视中，效果更佳。

实施例四

如图7所示为本发明提供的移动状态识别装置一个实施例的结构示意图，可用于执行如图1所示实施例的方法步骤。如图7所示，该移动状态识别装置包括：信号获取模块710和状态确定模块720，其中：

信号获取模块710，用于获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与第二设备相互分离；状态确定模块720，用于根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。

进一步地，上述移动状态包括移动的方向和/或速度；在此基础上，如图8所示，上述状态确定模块720包括：

方向确定单元721，用于如果第一设备接收到的声波信号的频率增大，则确定第一设备沿靠近第二设备的方向移动；如果第一设备接收到的声波信号的频率减小，则确定第一设备沿远离第二设备的方向移动；速度确定单元722，用于确定第一设备沿靠近或远离第二设备方向移动的速度为：第一设备接收到的声波信号的频率偏移量与第二设备发出的声波信号的波长的乘积。

本实施例提供的移动状态识别装置，利用多普勒效应，在第二设备发出固定频率的声波信号，并被第一设备接收时，获取该接收到的声波信号，通过识别该信号频率的变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。采用本发明实施例提供的方案，在检测人或物体相对参照物的移动状态时，可将上述第一设备、第二设备对应设置在被检测人或物体以及参照物处，从而通过检测得到的第一设备相对第二设备的移动状态，确定人或物体相对参照物的移动状态。

实施例五

图9为本发明提供的移动状态识别装置另一个实施例的结构示意图，可视为图7所示装置实施例的一种细化结构。如图9所示，该移动状态识别装置在图7所示结构的基础上还包括：

倍频模块730，用于对第一设备接收的声波信号进行倍频，生成倍频后的信号。

在此基础上，上述状态确定模块720还用于，根据倍频后的信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。

进一步地，上述第一设备为媒体设备，第二设备为穿戴设备，或者，第一设备为穿戴设备，第二设备为所述媒体设备。

进一步地，图9所示装置中还包括：信息发送模块740，用于将穿戴设备相对媒体设备的移动状态的信息发送至媒体设备。

本实施例的移动状态识别装置，在图7所示实施例结构的基础上，先对第一设备接收到的声波信号进行倍频，然后依据倍频后的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。提高了处理过程中的抗谐波的干扰能力，以及移动状态识别的准确性。

在此基础上，本发明还提供了一种移动状态识别系统，该系统包括：第一设备、第二设备以及如图7或图9所示的移动状态识别装置；该移动状态识别装置设置在第一设备中，或者移动状态识别装置设置在第二设备中；移动状态识别装置分别与第一设备和第二设备通信连接；其中：第一设备，用于发出具有固定频率的声波信号；第二设备，用于接收第一设备发出的声波信号。

本发明提供的移动状态识别系统，利用多普勒效应，可快速识别两事物之间的相对移动状态。

实施例六

图10为本发明提供的终端设备一个实施例的结构示意图。如图10所示，本发明实施例的终端设备包括：存储器101、一个或多个处理器102以及一个或多个程序103。

其中，所述一个或多个程序103在由一个或多个处理器102执行时执行下述操作：

S110，获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与第二设备相互分离。

S120，根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。

本发明实施例的终端设备，获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与第二设备相互分离；根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。本发明实施例的终端设备，通过对第一设备接收的，经由第二设备发出的声波信号的频率变化进行识别，以快速识别两事物之间的相对移动状态。

实施例七

图11为本发明提供的用于触摸屏报点的计算机程序产品一个实施例的结构示意图。如图11所示，本发明实施例的用于移动状态识别的计算机程序产品111，可以包括信号承载介质112。信号承载介质112可以包括一个或更多个指令113，该指令113在由例如处理器执行时，处理器可以提供以上针对图1-10描述的功能。例如，指令113可以包括：用于获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号的一个或多个指令；用于根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态的一个或多个指令。因此，例如，参照图7，移动状态识别可以响应于指令113来进行图1中所示的步骤中的一个或更多个。

在一些实现中，信号承载介质112可以包括计算机可读介质114，诸如但不限于硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字带、存储器等。在一些实现中，信号承载介质112可以包括可记录介质115，诸如但不限于存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD等。在一些实现中，信号承载介质112可以包括通信介质116，诸如但不限于数字和/或模拟通信介质(例如，光纤线缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。因此，例如，计算机程序产品111可以通过RF信号承载介质112传送给多指滑动手势的识别装置的一个或多个模块，其中，信号承载介质112由无线通信介质(例如，符合IEEE 802.11标准的无线通信介质)传送。

本发明实施例的计算机程序产品，获取第一设备接收到的声波信号，该声波信号为第二设备以固定频率发出，并被第一设备接收到的声波信号；第一设备与所述第二设备相互分离；根据第一设备接收到的声波信号的频率变化，确定第一设备相对第二设备的移动状态。本发明实施例的计算机程序产品，通过对第一设备接收的，经由第二设备发出的声波信号的频率变化进行识别，以快速识别两事物之间的相对移动状态。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。