一种设备定位方法及耳机与流程

1.本发明属于定位领域，具体涉及一种一种设备定位方法及耳机。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.目前常见的使用蓝牙的有限范围防丢跟踪技术，通常需要在待跟踪物品上贴蓝牙标记tag后，然后使用智能设备直接实现蓝牙信号测向定位。或者，也可以通过蓝牙标记tag发出声音来帮助使用者询声查找。
4.然而，尤其是在蓝牙连接微弱或断断续续的情况下，单纯利用蓝牙信号进行测向的方案可靠性并不高。而物品发出的声音在嘈杂环境中同样也仍然难以找到。因此，亟需一种对设备进行可靠性高且实现简单的跟踪定位方案，


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种方法、装置及计算机可读存储介质，利用这种方法、装置及计算机可读存储介质，能够解决上述问题。
6.本发明提供了以下方案。
7.第一方面，提供一种设备定位方法，应用于耳机，所述耳机上设有麦克风阵列和蓝牙天线阵列，所述待定位设备具有蓝牙地址并在防丢状态下播放预设提示音，所述方法包括：确定待定位设备的当前状态，当所述待定位设备处于防丢状态时执行以下步骤：利用所述麦克风阵列拾取声音信号，当从所述声音信号检测到所述预设提示音时，对拾取的所述声音信号进行实时声源定向，以确定所述待定位设备的声源定向结果；利用所述蓝牙天线阵列对所述待定位设备进行实时蓝牙定位，以确定所述待定位设备的蓝牙定位结果；根据所述蓝牙定位结果和所述声源定向结果进行方向判决，以确定所述待定位设备的实时方位。
8.第二方面，提供一种耳机，所述耳机上设有麦克风阵列、蓝牙天线阵列、状态控制器、提示音识别器、声音测向器、蓝牙测向器、方向判别器；所述待定位设备为蓝牙设备并在防丢状态下播放预设提示音；其中，所述状态控制器确定待定位设备的当前状态，当所述待定位设备处于防丢状态时，所述耳机被配置为：所述麦克风阵列拾取声音信号，当所述提示音识别器从所述声音信号检测所述预设提示音时，利用所述声音测向器对拾取的所述声音信号进行实时声源定向，以确定所述待定位设备的声源定向结果；所述蓝牙天线阵列接收蓝牙信号，所述蓝牙测向器利用接收到的蓝牙信号和所述蓝牙地址对所述待定位设备进行实时蓝牙定位，以确定所述待定位设备的蓝牙定位结果；所述方向判别器根据所述蓝牙定位结果和所述声源定向结果进行方向判决，以确定所述待定位设备的实时方位。
9.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本实施例中，只需要采用蓝牙耳机就可以实现对待定位设备的跟踪，无需依赖诸如手机的传统智能
设备，结合了声音测向结果和蓝牙测向结果来进行方向判决，能够更为综合的确定待定位设备的实时方位。此外，只有当识别到预设提示音才开始进行针对该预设提示音的声音测向，能够节省资源，避免了环境噪声的干扰，能够更为准确的进行声音测向。
10.应当理解，上述说明仅是本发明技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。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，以下特举例说明本发明的具体实施方式。
附图说明
11.通过阅读下文的示例性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将明白本文所述的优点和益处以及其他优点和益处。附图仅用于示出示例性实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中：
12.图1为根据本发明一实施例的设备定位方法的流程示意图；
13.图2为根据本发明一实施例的耳机的结构示意图；
14.在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
15.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。
16.在本技术实施例的描述中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
17.除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
18.术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
20.为了解决现有技术中。本实施例提出一种设备定位方法，该方法的执行主体为设有麦克风阵列和蓝牙天线阵列的耳机，也可以是耳机上运行的程序。待定位设备为蓝牙设备并在防丢状态下播放预设提示音。如图1所示，该方法包括如下步骤：
21.步骤101、确定待定位设备的当前状态，当待定位设备处于防丢状态时执行以下步骤：
22.步骤102、利用麦克风阵列拾取声音信号，当从声音信号检测到预设提示音时，对拾取的声音信号进行实时声源定向，以确定待定位设备的声源定向结果；
23.步骤103、利用蓝牙天线阵列和蓝牙地址对待定位设备进行实时蓝牙定位，以确定待定位设备的蓝牙定位结果；
24.步骤104、根据蓝牙定位结果和声源定向结果进行方向判决，以确定待定位设备的实时方位。
25.待定位设备可以是蓝牙tag，也可以是附着有该蓝牙tag的任意物体，比如手机、钱包等。待定位设备还包括扬声器，其配置为可以在防丢状态下播放各自的预设提示音。蓝牙耳机可以同时跟踪多于1个的待定位设备，不同待定位设备可以采用不同的提示音，以避免声源定向时发生混淆。比如，待定位设备1在进入防丢状态后周期性播放“滴”声提示音，待定位设备2在进入防丢状态后周期性播放“呜”声提示音，诸如此类。该预设提示音可以是某个关键字词的语音，本技术对此不作具体限制。
26.耳机外壳上可以部署由多个麦克风按特定位置排列的麦克风阵列和由多个蓝牙天线按特定位置排列的天线阵列。从而当待定位设备处于防丢状态时可以同时进行声音测向和蓝牙测向，结合了声音测向结果和蓝牙测向结果来进行方向判决，能够更为综合的确定待定位设备的实时方位。
27.在本实施例中，只有当识别到预设提示音才开始进行针对该预设提示音的声音测向，能够节省资源。此外，可以基于该预设提示音进行结合音素或语义的声音测向，避免了环境噪声的干扰，能够更为准确的进行声音测向。
28.本实施例中，只需要采用蓝牙耳机就可以实现对待定位设备的跟踪，无需依赖诸如手机的传统智能设备，尤其适用于待定位设备就是手机的情况。
29.在一些可能的实施方式中，在步骤101中，关于如何确定待定位设备处于该防丢状态，可以采用以下方法：待定位设备在正常工作状态下周期性广播蓝牙信号，利用耳机的蓝牙天线阵列可以接收该周期性的蓝牙信号，由此耳机可以和该待定位设备建立蓝牙连接。耳机在接收该蓝牙信号后，可以基于该蓝牙信号对待定位设备进行周期性的定位跟踪。然而，当周期性的定位跟踪同时发生预设异常情况，可以确定该待定位设备进入防丢状态。
30.换言之，耳机和待定位设备在正常情况下是保持着周期性的蓝牙连接，并且耳机会周期性的对待定位设备进行定位跟踪，如果该定位跟踪一直处于正常状态，则待定位设备也处于正常状态。相反，如果该定位跟踪发生多种预设异常情况之一，则可以配置该待定位设备进入防丢状态，进而执行上述步骤102
‑
104以实时确定该待定位设备的当前位置。
31.上述预设异常情况可以包括以下中的任意一种或多种：检测到耳机与待定位设备之间的距离超出预设门限；检测到待定位设备的电量低于警戒值；检测到接收待定位设备的蓝牙信号受到干扰，比如蓝牙信号弱、断断续续或消失。可以理解，预设异常情况自然可以延伸为包括可能影响基于蓝牙信号的定位跟踪的其他异常情况，本技术对此不作具体限制。
32.在一些可能的实施方式中，为了提醒耳机使用者对待定位设备的定位跟踪发生异常情况，可以在该定位跟踪发生该预设异常情况时，也即确定待定位设备进入防丢状态时或之后，通过耳机的扬声器向使用者告警。比如，可以播放警告提示音，例如警铃声。
33.在一些可能的实施方式中，在步骤101中，为了向耳机使用者提供主动寻找待定位设备的功能，还可以采用以下方法：耳机使用者主动触发生成寻找待定位设备的用户指令，当接收到寻找待定位设备的用户指令时，确定待定位设备处于防丢状态。
34.一个示例中，当耳机与某待定位设备之间的定位跟踪处于正常状态，但是用户未能找到该待定位设备时，用户可以通过某个预设触发动作来生成用于主动寻找该待定位设备的用户指令，比如，该预设触发动作可以是双击耳机上的某个按钮。耳机响应于该用户指令，可以控制待定位设备进入防丢状态，进而执行上述步骤102
‑
104以实时确定该待定位设备的当前位置。
35.在一些可能的实施方式中，为了使得该待定位设备在在防丢状态下播放预设提示音，可以执行以下步骤：当确定待定位设备处于防丢状态时，耳机可以向待定位设备发送触发指令，以触发待定位设备播放预设提示音。
36.一种示例中，用户主动触发待定位设备进入防丢状态的情况下，耳机和待定位设备的蓝牙连接仍然正常，当然可以由耳机向待定位设备发送触发指令以触发该定位设备播放预设提示音。
37.另一种示例中，耳机与待定位设备的蓝牙连接可能发生预设异常情况并没有断开，比如，检测到耳机与待定位设备之间的距离超出预设门限、待定位设备的电量低于警戒值，待定位设备发送的蓝牙信号的信号弱、断断续续等情况下，耳机仍然可以通过蓝牙信号向待定位设备发送触发指令，从而确定使该待定位设备播放提示音。
38.在一些可能的实施方式中，关于如何触发该待定位设备在在防丢状态下播放预设提示音，还可以执行以下步骤：待定位设备响应于检测到预设异常情况，自动触发播放预设提示音。
39.一些示例中，待定位设备可能与耳机完全断开蓝牙连接，此时，如待定位设备自身检测到蓝牙连接完全断开的情况下，可以自动播放预设提示音。
40.在一些可能的实施方式中，在步骤102中，还包括：利用gmm
‑
hmm语音识别模型或者神经网络从声音信号检测预设提示音。
41.在一些可能的实施方式中，在步骤102中，还包括：利用波束成形技术对n个方向的声音信号进行增强，分别得到相应的n个增强信号，n为大于1的正整数；对n个增强信号分别与预设提示音进行对比，选取匹配度最高的增强信号为目标声音信号；确定目标声音信号所在方向为声源定向结果。
42.利用波束成形技术对检测到预设提示音的方向的声音信号进行增强；选取匹配度最高的增强信号为目标声音信号；确定目标声音信号所在方向为声源定向结果。
43.波束成形技术合并了从麦克风阵列中接收的多个声音信号用以增强特定方位的信号，或者说，波束成形技术可以增强环境中某些期望方向的声源，并衰减非期望方向的噪声或者干扰，来提高音频信号的大小或者输出质量。耳机麦克风阵列默认接收全方向的语音，当识别到预设的提示音后，波束成形器生成对应方向的波束，以降低周围环境噪声的干扰，声音测向器对声源进行跟踪测向。
44.在一些可能的实施方式中，在步骤104中，还包括：判断蓝牙定位结果和声源定向结果之间的方向误差是否小于预设阈值；a)若不超过，则取蓝牙定位结果和声源定向结果之间的方向中间值作为待定位设备的实时定位方向；若超过，则放弃当前的实时定位结果。
45.在一些可能的实施方式中，在步骤104之后，方法还包括：跟踪耳机的朝向，根据耳机的实时朝向和待定位设备的实时定位方向对耳机的左右耳声道的实时播放音频进行方向性加权处理，为使用者提供方向性指引。例如，当用户佩戴耳机朝向正东南方向时，而待
定位设备测向为正南方向时，可以通过增大右耳道的音量，以指示用户向右转一定角度，直至正面朝向该待定位设备。由此可以在正常使用耳机时无感地提醒用户方位信息。
46.在一些可能的实施方式中，在步骤104之后，该方法还包括：通过耳机的扬声器播报待定位设备的实时定位方向。
47.一个示例中，参考图2，耳机上设有麦克风阵列和蓝牙天线阵列、状态控制器、tag特征查询器，提示音识别器，波束成形器，声音测向器、蓝牙测向器、方向判别器。当状态控制器确定待定位设备处于防丢状态时，触发tag特征查询器查询待定位设备对应的预设提示音发送给提示音识别器，查询待定位设备对应的蓝牙地址发送给蓝牙测向器。麦克风阵列拾取全方位声音信号，提示音识别器根据得到的预设提示音进行识别，当识别到该预设提示音时利用波束成形器生成对应方向的波束，以降低周围噪音的干扰，声音测向器对声音进行跟踪测向，得到待定位设备的声源定向结果。与此同时，蓝牙天线阵列获取蓝牙信号，蓝牙测向器使用蓝牙协议自带的aoa/aod算法进行蓝牙测向，得到蓝牙测向结果。可以将声音测向结果和蓝牙测向结果输入方向判别器，以综合判断待定位设备的方位信息。最后，利用耳机的扬声器将待定位设备的方位信息传达给使用者，可以直接通过语音转达该方位信息，也可以通过诸如调节左右耳扬声器的播放配置来提醒使用者，本技术对此不作具体限制。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一些可能的实施方式”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
50.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
51.关于本技术实施例的方法流程图，将某些操作描述为以一定顺序执行的不同的步骤。这样的流程图属于说明性的而非限制性的。可以将在本文中所描述的某些步骤分组在一起并且在单个操作中执行、可以将某些步骤分割成多个子步骤、并且可以以不同于在本文中所示出的顺序来执行某些步骤。可以由任何电路结构和/或有形机制(例如，由在计算机设备上运行的软件、硬件(例如，处理器或芯片实现的逻辑功能)等、和/或其任何组合)以任何方式来实现在流程图中所示出的各个步骤。
52.基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种耳机，用于执行上述任一实施例
所提供的设备定位方法。
53.该耳机上设有麦克风阵列、蓝牙天线阵列、状态控制器、提示音识别器、声音测向器、蓝牙测向器、方向判别器；待定位设备为蓝牙设备并在防丢状态下播放预设提示音；其中，状态控制器确定待定位设备的当前状态，当待定位设备处于防丢状态时，耳机被配置为：麦克风阵列拾取声音信号，当提示音识别器从声音信号检测预设提示音时，利用声音测向器对拾取的声音信号进行实时声源定向，以确定待定位设备的声源定向结果；蓝牙天线阵列接收蓝牙信号，蓝牙测向器利用接收到的蓝牙信号和蓝牙地址对待定位设备进行实时蓝牙定位，以确定待定位设备的蓝牙定位结果；方向判别器根据蓝牙定位结果和声源定向结果进行方向判决，以确定待定位设备的实时方位。
54.在一种实施例中，耳机被配置为用于：蓝牙天线阵列接收待定位设备周期性发送的蓝牙信号，蓝牙测向器并基于蓝牙信号对待定位设备进行周期性的定位跟踪；当定位跟踪发生预设异常情况时，状态控制器确定待定位设备处于防丢状态。
55.在一种实施例中，预设异常情况包括以下中的任意一种或多种：检测到与待定位设备之间的距离超出预设门限；检测到待定位设备的电量低于警戒值；检测到接收待定位设备的蓝牙信号受到干扰。
56.在一种实施例中，状态控制器被配置为：当接收到寻找待定位设备的用户指令时，确定待定位设备处于防丢状态。
57.在一种实施例中，还包括告警模块，被配置为用于：当定位跟踪发生预设异常情况时，通过耳机的扬声器向使用者告警。
58.在一种实施例中，耳机被配置为用于：状态控制器确定待定位设备处于防丢状态时，向待定位设备发送触发指令，以触发待定位设备播放预设提示音。
59.在一种实施例中，待定位设备响应于检测到预设异常情况，自动触发播放预设提示音。
60.在一种实施例中，提示音识别器利用gmm
‑
hmm语音识别模型或者神经网络从声音信号检测预设提示音。
61.在一种实施例中，还包括波束成形器；波束成形器利用波束成形技术对n个方向的声音信号进行增强，分别得到相应的n个增强信号，n为大于1的正整数；声音测向器对n个增强信号分别与预设提示音进行对比，选取匹配度最高的增强信号为目标声音信号；确定目标声音信号所在方向为声源定向结果。
62.在一种实施例中，方向判决器被配置为用于：判断蓝牙定位结果和声源定向结果之间的方向误差是否小于预设阈值；若不超过，则取蓝牙定位结果和声源定向结果之间的方向中间值作为待定位设备的实时定位方向；若超过，则放弃当前的实时定位结果。
63.在一种实施例中，耳机被配置为用于：跟踪耳机的朝向，根据耳机的实时朝向和待定位设备的实时定位方向对耳机的左右耳声道的实时播放音频进行方向性加权处理，为使用者提供方向性指引。
64.在一种实施例中，耳机被配置为用于：通过耳机的扬声器播报待定位设备的实时定位方向。
65.需要说明的是，本技术实施例中的耳机可以实现前述设备定位方法的实施例的各个过程，并达到相同的效果和功能，这里不再赘述。
66.虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。