本发明涉及一种声音传播及控制技术领域，特别涉及一种声波定向传播控制系统及其控制方法。
背景技术：
目前，人员密集场所的声音功放，往往会造成周围其他的困扰，形成噪声污染。例如广场舞的音乐播放，学校、操场、演唱会等大型活动场所的音响声音等，以及城管、交警、公检法等执法车辆的车载扬声器等。如果能够针对目标人物或群体播放声波，则可以有效避免或减少噪声污染。
目前的声音定向传播技术主要集中在家电或移动设备上，尚没有针对公共场合的声波定向传播控制系统出现。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种声波定向传播控制系统及其控制方法，用于对特定对象或群体发送声波，防止噪音污染。
本发明实施例一公开了一种声波定向传播控制系统，用于自动化寻找受体并定向发送定向声波。
一种声波定向传播控制系统，包括后台服务器和控制器，控制器连接目标对象信息库和声波信息库，控制器还分别连接对象采集装置和定向声波发射装置。通过对象采集装置采集目标对象，并通过定向声波发射装置发射定向声波。对象采集装置可根据实际情况，选择云台摄像头或相控阵雷达，用于实时巡航并采集对象信息。定向声波发射装置为通过导线把经过功率放大的超声波信号输入到同相位密排阵列式超声波发射单元，使其发出高强度高指向性的超声波，并通过空气介质传播到定位目标处的声波发射装置。
进一步的，对象采集装置通过电信号连接数据记录仪，数据记录仪连接到控制器。数据记录仪记录系统中发生的所有动作信息。
进一步的，控制器还连接到信息输入装置。信息输入装置可以是键盘或鼠标等外置的指令和数据输入装置。
进一步的，控制器还连接一激光测距仪。通过激光测距仪测量目标对象的距离。
优选的，控制器还连接有摄像头、显示器、wifi模块、gprs模块。
本发明实施例二公开了一种声波定向传播控制系统的控制方法，用于自动化寻找受体并定向发送定向声波。
一种声波定向传播控制系统的控制方法，包括以下步骤：
s1用户登录：用户开启系统，通过人脸识别进行系统登录；
s2对象采集：对象采集装置，进入巡航状态，采集环境信息，并分析得出目标对象；
s3声波播放：定向声波发射装置自动对准对象采集装置采集的目标对象，并播放对应的声波；
目标对象消失后，关闭声波发射装置，回到s2。
进一步的，s1还包括以下步骤：
s101用户开启系统，控制器1通过摄像头进行人脸识别；
s102若能够识别，则登录成功；若不能识别则控制器锁定系统，用户向后台服务器申请远程解锁，解锁后重新进行登录操作。
进一步的，s2还包括以下步骤：
s201控制器自动开启对象采集装置，进入巡航状态；
s202将对象采集装置采集到的信息与目标对象信息库进行比对。
s203若匹配成功，则控制器通过语音和画面提示用户发现疑似目标对象，请用户识别；
s204若用户确认为目标对象则进行下一步，若用户确认为非目标对象则返回步骤s201。
进一步的，s3还包括以下步骤：
s301定向声波发射装置对准对象采集装置采集的目标对象；
s302控制器从声波信息库中调取对应目标对象的声波，并通过定向声波发射装置进行播放；
s303经过一个预设的播放周期后，控制器通过显示器和语音提示目标对象的状态，并由用户判断目标状态是否消失；
s304若目标对象消失，则返回到s201；若目标对象仍然存在，则声波发射装置继续播放一个周期。
优选的，s302还包括控制器启动激光测距仪，启动激光测距仪对目标对象进行实时测距，控制器根据激光测距仪测量的距离变化调整声波发射装置播放声波的音量。
进一步的，还包括数据备份步骤，具体为：
对象采集装置将所有采集到的信息储存在数据记录仪中；控制器将系统执行的全部动作和内容发送到数据记录仪中；
数据记录仪通过gprs模块和wifi模块向后台服务器上传记录的信息。
本发明的有益效果是：
1.通过对象采集装置采集目标对象，并通过定向声波发射装置发射定向声波。实现公共场所的声音信息定向传播，减少噪声污染。
2.通过激光测距仪实现目标测距，并自动根据相应距离的变化调整声波发射装置播放的音量。
3.除智能化控制外，系统还设置有外置结构，从而对突发情况随机应变。
附图说明
图1：本发明实施例一系统原理图；
图2：本发明实施例二流程图。
其中：1-控制器、2-对象采集装置、21-第一通讯模块、3-定向声波发射装置、4-数据记录仪、41-第二通讯模块、5-信息输入装置、51-第三通讯模块、6-激光测距仪、7-话筒。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一公开了一种自动化识别受众并发送定向声波的声波定向传播控制系统。
如图1所示，所述的声波定向传播控制系统包括后台服务器和控制器1，控制器1配备有摄像头、显示器，并连接有目标对象信息库和声波信息库。控制器1连接一定向声波发射装置3，本实施例中采用的定向声波发射装置3为通过导线把经过功率放大的超声波信号输入到同相位密排阵列式超声波发射单元，使其发出高强度高指向性的超声波，并通过空气介质传播到定位目标处的声波发射装置。
控制器1通过第一通讯模块21信号连接对象采集装置2，对象采集装置2可根据实际情况，选择云台摄像头或相控阵雷达，用于实时巡航并采集对象信息。
对象采集装置2通过第二通讯模块41信号连接数据记录仪4，数据记录仪4同时连接到控制器1，数据记录仪4用于记录对象采集装置2采集的信息，以及控制器1控制下的所有视频、音频、操作记录、gps轨迹等工作信息。
控制器1还连接有激光测距仪6，并通过激光测距仪6测量目标对象的距离。
控制器1还通过第三通讯模块51信号连接到信息输入装置5，所述的信息输入装置5可以是键盘或鼠标等外置的指令和数据输入装置。
控制器1还连接有话筒7，通过话筒7实时输入和生成声波信息。
控制器1还连接有监听器，通过监听器监听室外环境或受众对象的情况。
其中，第一通讯模块21和第三通讯模块51采用rs232通讯模块，第二通讯模块41采用rs485通讯模块，rs232通讯模块是三线制，传输距离短，全双工传输，只能够点对点通讯；rs485通讯模块是两线制，传输距离远，半双工传输，能够支持总线形式通讯。
另外，控制器1还设置有wifi模块和gprs模块，用于实现数据上传。
如图2所示，本发明实施例二公开了一种声波定向传播控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：
s1用户登录
s101用户开启系统，控制器1通过摄像头进行人脸识别。
s102若能够识别，则登录成功，用户获得操作员权限；若不能识别则控制器1锁定系统，用户向后台服务器申请远程解锁，解锁后重新进行登录操作。
本实施例中，为避免因光线、角度等问题导致的识别不成功，允许用户进行重复识别三次，若三次识别不成功，则锁定系统。
s2对象采集
s201控制器1自动开启对象采集装置2，进入巡航状态。本实施例中采用的对象采集装置2为云台摄像头，也可以采用相控阵雷达实时采集对象信息。
s202将对象采集装置2采集到的信息与控制器1预置的目标对象信息库进行比对。
s203若匹配成功，则控制器1通过语音和画面提示用户发现疑似目标对象，请用户识别。
s204若用户确认为目标对象则进行下一步，若用户确认为非目标对象则返回步骤s201。
s3声波播放
s301定向声波发射装置3自动对准对象采集装置2采集的目标对象。
用户也可以通过信息输入装置5手动遥控定向声波发射装置3进行定位。
s302控制器1从声波信息库中调取对应目标对象的声波，并通过定向声波发射装置3进行播放。
用户也可以通过外置话筒7，录入语音，并通过定向声波发射装置3进行播放。
启动激光测距仪6，对目标对象进行实时测距，并根据激光测距仪6测量的距离调整声波发射装置3播放的音量。
此时，用户也可以通过信息输入装置5手动设定声波发射装置3播放的音量。
s303经过一个预设的播放周期后，控制器1通过显示器和语音提示目标对象的状态，并由用户判断目标状态是否消失。
s304若目标对象消失，则返回到s201；若目标对象仍然存在，则声波发射装置3继续播放一个周期。
此时，用户可以通过手动设定定向声波发射装置3的输出音量，最高音量不超过120db。
关于预设的播放周期，可以根据实际使用的情况进行设置，例如城管执法，一个播放周期可以设置为3分钟；广场舞播放，一个播放周期可以设置为一个音频播放结束。也可以通过信息输入装置，将播放周期设置为长时间播放，并通过信息输入装置控制终止播放。
另外，声波发射装置3播放的音量数值和人体感受度在显示器上以绿、黄、红三色显示出来，同时，用户可以通过监听器监听室外状态，例如声波发射装置3播放的内容是否正确，目标对象是否有反馈等，并通过话筒7进行对话，或通过信息输入装置5调整播放内容。
本实施例还包括数据备份步骤，数据备份自系统开启时开始，止系统关闭时终止。
数据备份包括以下步骤：
(1)对象采集装置2将所有采集到的信息储存在数据记录仪4中；
(2)控制器1将系统执行的全部动作和内容发送到数据记录仪4中，包括登录信息、视频、音频、gps轨迹、操作记录、操作结果等。
(3)数据记录仪4通过gprs模块定时向后台服务器发送小型数据，本实施例中，数据记录仪4每隔5分钟，将收集到的gps轨迹、操作记录、操作结果、小于5m的音频发送给后台服务器。
(4)系统wifi模块在连接到指定无线时，数据记录仪4自动将收集到的所有信息上传到后台服务器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。