电子设备、电子设备的控制方法及记录介质与流程

本公开大体涉及电子设备、其控制方法及记录介质，更具体地，涉及电子设备、控制方法以及记录介质，其中换能器阵列的发射侧和接收侧被布置成彼此间隔开。

背景技术：

在使用包括有发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列的电子设备扫描目标对象的情况下，可以从发射侧换能器阵列输出几千赫(khz)至数百兆赫(mhz)范围内的超声波束以扫描目标对象。输出的超声波束可以传播到目标对象，以及朝接收侧换能器阵列反射。反射的超声波束可以使接收侧换能器阵列振动，以及接收侧换能器阵列可以输出由振动引起的电脉冲。可以基于发射侧换能器阵列输出信号的方向和接收侧换能器阵列接收输出信号的方向来测量目标对象所处的方向以及到目标对象的距离。

技术实现要素：

技术问题

用于扫描目标对象的换能器阵列可以大致布置成以直角形或十字形相交。图1a和图1b分别示出换能器阵列以直角形状布置在电子设备(诸如，智能电话)中的情况以及换能器阵列以十字形状布置在电子设备中的情况。如果根据现有技术的换能器阵列呈直角形状，则换能器阵列的布置结构可以限制为如图1a所示，或者换能器阵列的布置可能不可能如图1b所示。

解决方案

本公开的一方面是提供诸如智能电话的电子设备，该电子设备中换能器阵列的发射侧和接收侧布置成彼此间隔开。

本公开的另一方面是提供诸如智能电话的电子设备的控制方法，该电子设备中换能器阵列的发射侧和接收侧布置成彼此间隔开。

本公开的另一方面是提供电子设备以提供具有改进准确度的扫描图像，其中发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列布置成彼此间隔开。

本公开的另一方面是提供电子设备的控制方法以提供具有改进准确度的扫描图像，其中发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列布置成彼此间隔开。

本公开的另一方面是提供能够提高扫描速度的电子设备。

本公开的另一方面是提供能够提高扫描速度的电子设备的控制方法。

根据本公开的一方面，提供了电子设备。该电子设备包括传感器模块和控制模块，传感器模块包括多个传感器阵列以用于扫描位于电子设备的预定附近区域中的目标对象，控制模块配置成基于传感器模块相对于目标对象输出的第一信号来确定目标对象所处的方向以及扫描位于所确定的方向上的目标对象，其中该多个传感器阵列彼此间隔开。

根据本公开的另一方面，提供了电子设备的方法。该方法包括：通过传感器模块输出第一信号以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的方向，该传感器模块包括多个传感器阵列以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的三维(3d)形状；基于传感器模块相对于目标对象输出的第一信号，确定目标对象所处的方向；以及确定位于所确定的方向上的目标对象的3d形状，其中所述多个传感器阵列彼此间隔开。

根据本公开的另一方面，提供了非暂时性计算机可读记录介质，其存储配置成由处理器执行方法的指令。该方法包括：通过传感器模块输出第一信号以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的方向，该传感器模块包括多个传感器阵列以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的三维(3d)形状；基于传感器模块相对于目标对象输出的第一信号，确定目标对象所处的方向；以及确定位于所确定的方向上的目标对象的3d形状；其中该多个传感器阵列彼此间隔开。

根据本公开的另一方面，提供了芯片组。该芯片组配置成：通过传感器模块输出第一信号以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的方向，该传感器模块包括多个传感器阵列以用于确定位于电子设备的预定附近区域中的目标对象的三维(3d)形状；基于传感器模块相对于目标对象输出的第一信号，确定目标对象所处的方向；以及确定位于所确定的方向上的目标对象的3d形状；其中该多个传感器阵列彼此间隔开。

有益效果

如果根据相关技术的换能器阵列如上所述被布置在诸如智能电话的电子设备中，则布置结构受到有限安装区域的限制，或者不可能进行布置。然而，根据本公开的实施方式，即使在包括彼此间隔开的发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列的电子设备(诸如，智能电话)中，发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列也可以以多种结构布置在多种位置中。

根据本公开的实施方式，在发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列彼此间隔开的电子设备中，可以通过借助三角测量识别近似位置以及借助对目标对象的位置预测调整扫描范围来提高扫描速度。

对本领域的普通技术人员来说将明显的是，本公开的效果不限于上述效果，以及多种其它效果在本公开内容中是固有的。

附图说明

通过以下结合附图的描述，可以更清楚地了解本公开的某些实施方式的上述和其它方面、特征以及优点，在附图中：

图1a和图1b是布置在电子设备中的常规换能器阵列的示图；

图2a是当发射信号被输入到发射侧换能器阵列时输出(或辐射)的发射波束的示图；

图2b是由于输入到发射侧换能器阵列的发射信号的延迟而以偏转方式输出的发射波束的示图；

图3a至图3c是确定在接收侧换能器阵列处沿偏转方向接收的接收波束的方向的方法的示图；

图3d是通过分别布置在x轴方向和y轴方向上的换能器阵列扫描目标对象的方法的示图；

图4是根据本公开实施方式的电子设备的框图；

图5a至图5c是根据本公开实施方式的其中换能器阵列布置在电子设备中的示图；

图6是根据本公开实施方式的通过换能器阵列检测距离d1和d2以用于确定目标对象的位置的方法的示图；

图7a至图7d是根据本公开实施方式的用于比较基于距离d1和d2扫描目标对象的情况和不基于距离d1和d2扫描目标对象的情况的示图；

图8a至图8e是根据本公开实施方式的在对目标对象执行扫描之前基于距离d1和d2设置目标对象的可定位区域以及仅扫描该可定位区域以提高扫描速度的方法的示图；

图9a至图9f是根据本公开实施方式的在目标对象移动的情况下详细扫描移动的目标对象预期所处的预期移动区域以提高扫描速度的方法的示图；

图10是根据本公开实施方式的在包括彼此间隔开的换能器阵列的电子设备中扫描目标对象的方法的流程图；

图11是根据本公开实施方式的在电子设备中使用三角测量提高扫描速度的控制方法的流程图；

图12是根据本公开实施方式的通过在电子设备中使用位置预测算法基于目标对象的当前位置预测预期位置来提高扫描速度的控制方法的流程图；以及

图13是根据本公开实施方式的通过在电子设备中根据目标对象的预期位置而确定的详细扫描区域和粗略扫描区域来提高对目标对象的扫描速度的控制方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，参照附图对本公开的实施方式进行描述。可以在本公开的实施方式中进行多种修改，以及多种其它实施方式也是可能的，因此在附图中示出某些实施方式，并在下文给出其详细描述。然而，应当理解，本公开并不限于在本公开中描述的实施方式，以及本公开包括所附权利要求及其等同的范围内的所有改变和/或等同或替代。在本公开和附图中，相同或相似的附图标记可以用于指代相同或相似的元件。

如本文所使用的，术语“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”表示特征(例如，数字、功能、方法或组件(诸如，部件))的存在，但不排除其它特征的存在。

如本文所使用的，短语“a或b”、“a和/或b中的至少一个”或“a和/或b中的一个或多个”可以包括a和b的所有可能的组合。例如，“a或b”、“a和b中的至少一个”、“a或b中的至少一个”可以表示以下所有情况：(1)包括至少一个a；(2)包括至少一个b以及(3)包括至少一个a和至少一个b。

如本文所使用的，术语“第一”和“第二”可以修饰各种组件而无论重要性如何，并且不限制组件。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如，无论设备的顺序或重要性如何，第一用户设备和第二用户设备可以表示彼此不同的用户设备。例如，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，第一组件可以称为第二组件，并且反之亦然。

应当理解，当元件(例如，第一元件)被称为(操作地或通信地)与另一元件(例如，第二元件)“联接”或“连接”或者“联接到”或“连接到”另一元件(例如，第二元件)时，其可以直接地或通过第三元件与该另一元件联接或连接或者联接到或连接到该另一元件。相反，应当理解，当元件(例如，第一元件)被称为与另一元件(例如，第二元件)“直接联接”或“直接连接”或者“直接联接到”或“直接连接到”另一元件(例如，第二元件)时，没有其它元件(例如，第三元件)介于该元件与该另一元件之间。

如本文所使用的，短语“配置(或设置)成”根据情况可以与“适用于”、“具有能力”、“设计成”、“适于”、“制造成”或“能够”互换使用。短语“配置(或设置)成”实质上并不意味着“在硬件中专门设计成”。相反，短语“配置成”可意指设备可以与另一设备或部件一起执行操作。例如，短语“配置(或设置)成执行a、b和c的处理器”可意指可以通过执行存储在存储器设备中的一个或多个软件程序来执行操作的通用处理器(例如，中央处理单元(cpu)或应用处理器)或用于执行操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)。

本文所使用的术语仅用于描述本公开的一些实施方式，而不限制本公开的其它实施方式的范围。应当理解，除非另有明确指定，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指代物。所有术语(包括本文使用的技术术语和科学术语)具有与本公开的实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，除非本文中明确地如此定义，否则诸如常用词典中定义的那些术语应当解释为具有与相关领域语境中的含义一致的含义，并且不应以理想的或过度正式的含义解释。

根据本公开实施方式的电子设备可以是具有通信功能的设备。例如，电子设备可以包括以下中的至少一个：智能电话、平板个人计算机(pc)、移动电话、视频电话、电子书(e-book)阅读器、台式pc、膝上型pc、上网本计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、运动图像专家组音频层3(mp3)播放器、移动医疗设备、相机或可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜的头戴式设备(hmd)、电子服装、电子手镯、电子项链、电子应用(e-app)附件(配件)、电子纹身或智能手表)。

在本公开的实施方式中，电子设备可以是具有通信功能的智能家用电器。智能家用电器可以包括以下中的至少一个：例如电视机(tv)组、数字视频盘(dvd)播放器、音频播放器、冰箱、空调、清洁器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、tv盒(例如，samsunghomesync^tm、appletv^tm或googletv^tm)、游戏机、电子词典、电子钥匙、摄像机或电子相框。

在本公开的实施方式中，电子设备可以包括以下中的至少一个：各种医用设备(例如，磁共振血管造影(mra)设备、磁共振成像(mri)设备、计算机断层扫描(ct)设备、医用摄像机、医用超声波设备等)、导航设备、全球定位系统(gps)接收器、事件数据记录器(edr)、飞行数据记录器(fdr)、汽车信息娱乐设备、船用电子设备(例如，船用导航设备、陀螺仪罗盘等)、航空电子设备、安全设备、汽车头部单元、工业或家用机器人、银行的自动柜员机(atm)或商店的销售点(pos)设备。

在本公开的实施方式中，电子设备可以包括以下中的至少一个：家具或建筑物/构筑物的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪或各种仪表(例如，水表、电表、燃气表或无线电波表)，它们中的每一个都包括通信功能。根据本公开实施方式的电子设备可以是上述设备中的一个或其组合。另外，根据本公开实施方式的电子设备可以是柔性的设备。此外，对于本领域的普通技术人员将明显的是，根据本公开实施方式的电子设备不限于上述设备。

以下将参照附图描述根据本公开实施方式的电子设备。如本文所使用的，术语“用户”可以指使用电子设备的人或使用电子设备的设备(例如，智能电子设备)。

图2a是根据输入到发射侧换能器阵列的信号而输出为不偏转的发射波束的示图。

参考图2a，输入到换能器阵列200的换能器的信号(以下视情况称为“发射信号”)220可以同时输入到其相关联的换能器而没有时间延迟，如图2a所示，其中换能器阵列200输出发射波束210。在这种情况下，如图2a所示，可以输出不偏转到任何一侧的发射波束210。

图2b是根据输入到发射侧换能器阵列的信号而以偏转方式输出的发射波束的示图。

参考图2b，不同于图2a，发射信号220可以以预定的时间延迟输入到其相关联的换能器。由于以时间延迟输入的发射信号220的输入，可以输出如图2b所示的偏转到一侧的发射波束210。

虽然图2a和图2b中发射波束在平面(即，二维(2d)视图)上示出，但这是出于描述本公开的目的，以及在三维(3d)空间中输出的发射波束的形状可以具有包括例如甜甜圈形状的辐射图案。

图3a至图3c是确定接收侧换能器阵列在偏转方向上接收的接收波束的方向的方法的示图。

参考图3a，接收侧换能器阵列300可以检测偏转的接收波束。偏转的接收波束可以以预定的时间延迟(例如，δt)输入到接收侧换能器阵列300，如图3a所示。在检测到具有时间延迟的接收波束时，接收侧换能器阵列300可以输出与接收波束对应的接收信号。输出的接收信号可以输入到延迟电路模块320。时间延迟可以由延迟电路模块320来补偿。由于延迟电路模块320对时间延迟的补偿，接收信号可以彼此重叠，从而具有相同的相位。在本公开中，发射波束可以称为“第一信号”，以及接收波束可以称为“第二信号”。

参考图3b的(1)，如上所述，由接收侧换能器阵列300检测到的偏转的接收信号可以具有时间延迟(例如，δt)。参考图3b的(2)，时间延迟可以由图3a中的延迟电路模块320来补偿，因此具有时间延迟的接收信号可以具有相同的相位。相位相同的接收信号可以彼此重叠，如图3b的(3)所示，并且可以作为一个信号输出。控制模块可以对具有不同时间延迟值的接收信号重复地执行重叠。控制模块可以将重叠的接收信号的幅度与预先存储的预定阈值幅度进行比较。重叠的接收信号的幅度可以基于例如重叠信号的振幅来确定。控制模块可以基于幅度超过(或大于或等于)阈值幅度的接收信号的时间延迟来计算入射角(例如，φ)，以用于确定检测到的接收波束的方向。图3c中示出控制模块计算入射角的过程。

参考图3c，与时间延迟对应的延迟距离“d”可以计算为接收波束(例如，超声波)的速度“v”和时间延迟的乘积(例如，d＝vxδt)(例如，8δt)。在计算了延迟距离之后，控制模块可以基于所计算的延迟距离和接收侧换能器阵列300的布置距离“i”来计算入射角(例如，cosθ＝i/d)。基于所计算的入射角，控制模块可以确定所接收的接收波束的方向。

图3d是由分别布置在x轴方向和y轴方向上的换能器阵列扫描目标对象的方法的示图。

参考图3d，在第一方向(例如，x轴方向)布置的发射侧换能器阵列310可以输出发射波束302以扫描目标对象。当输出的发射波束在从目标对象反射之后返回到电子设备时提供的反射信号可以由布置在第二方向(例如，y轴方向)上的接收侧传感器阵列300接收。在图3d中，发射角θ(在y轴和z轴(y-z)面上)可以表示输出的发射波束302的角度(例如，输出的发射波束302的方向)。入射角φ(在x-z平面上)可以表示接收到接收波束304的角度(例如，接收到接收波束304的方向)。可以通过以下来计算到目标对象的距离“r”：测量针对发射波束302的输出方向和接收波束304的接收方向的发射/接收时间t，以及将t/2乘以发射波束(或接收波束)的速度“v”，其中t/2是通过将发射/接收时间t除以2而获得的值。可以基于r、θ和φ来确定目标对象的形状。

图4是根据本公开实施方式的电子设备40的框图。

参考图4，根据本公开实施方式的电子设备40可以包括控制模块400、传感器模块410、延迟电路模块420、显示模块430、输入模块440和输出模块450。

控制模块400可以通过例如总线从电子设备40的各种组件(例如，传感器模块410、延迟电路模块420、显示模块430、输入模块440、输出模块450等)接收命令，对所接收的命令进行解密，以及执行与所解密的命令对应的操作或处理与所解密的命令对应的数据。

控制模块400可以基于由传感器模块410发射或接收的信号来确定目标对象的位置，以及扫描目标对象。作为参考，本文所使用的术语“扫描”可以指为获取目标对象的3d形状而执行的各种功能或操作。

控制模块400可以基于由传感器模块410中包括的第一传感器阵列输出的信号的方向以及由传感器模块410中包括的第二传感器阵列接收的信号的方向来确定目标对象的位置。虽然由第一传感器阵列输出的信号和由第二传感器阵列接收的信号可以是超声波，但信号不限于此。第一传感器阵列可以表示发射侧换能器阵列，以及第二传感器阵列可以表示接收侧换能器阵列。第一传感器阵列的方向可以由发射角θ确定，以及第二传感器阵列的方向可以由入射角φ确定。

另外，控制模块400可以基于由第一传感器阵列输出的信号在从目标对象反射之后返回到第一传感器阵列的时间以及信号在从目标对象反射之后到达第二传感器阵列的时间来确定到目标对象的距离。

此外，控制模块400可以使用位置预测算法来确定目标对象的预期移动位置，以及将所确定的预期移动位置设置成包括在详细扫描区域中。

另外，控制模块400可以基于由第一传感器阵列和第二传感器阵列感测到的到目标对象的距离使用三角测量来确定目标对象的位置，以及将所确定的位置设置成包括在详细扫描区域中。

此外，传感器模块410可以包括换能器阵列。换能器阵列可以包括例如用于输出发射波束的第一换能器阵列(例如，图5a中的第一换能器阵列510)以及检测接收波束并输出与接收波束对应的接收信号的第二换能器阵列(例如，图5a中的第二换能器阵列520)。第一换能器阵列可以布置在第一方向上，以及第二换能器阵列可以布置在第二方向上。第一方向可以表示基于2d笛卡尔(cartesian)坐标系的包括预定误差范围的x轴方向，以及第二方向可以表示基于2d笛卡尔坐标系的包括预定误差范围的y轴方向。除非第一方向和第二方向彼此垂直，否则由第一方向和第二方向形成的角不限于直角。控制模块400可以确定发射波束的输出方向，以及可以基于输出的接收信号来确定检测到接收波束的方向。第一换能器阵列和第二换能器阵列可以在电子设备40中布置成彼此间隔开。第一换能器阵列可以布置在例如输入模块440的预定附近区域中。输入模块440可以包括例如布置在电子设备40侧部上的音量控制按钮。第二换能器阵列可以布置在输出模块450的预定附近区域中。输出模块450可以包括布置在电子设备40的前部上的扬声器模块。

延迟电路模块420可以执行将具有不同相位的接收信号的相位差进行匹配的功能或操作。在使接收信号延迟之后，延迟电路模块420可以将相位相同的信号重叠成一个信号，以及输出重叠的信号。另外，延迟电路模块420可以通过在用于输出发射波束的信号(例如，发射信号220)被输出时使该信号延迟以具有预定的时间延迟值来控制输出的发射波束的方向。

显示模块430可以为用户显示多种信息(例如，多媒体数据、文本数据等)。在本公开的一个实施方式中，显示模块430可以包括触摸屏。如果显示模块430包括触摸屏，则通过输入模块440执行的一个或多个功能或一个或多个操作中的一些可以通过触摸屏执行。

输入模块440可以配置成通过多种输入/输出设备(例如，键盘、触摸键、物理键等)从用户接收预定命令或数据。输入模块440可以将所接收的各种命令或数据传送到控制模块400。

输出模块450可以输出多种信息以向用户提供该信息。输出模块450可以包括例如扬声器模块。根据本公开的实施方式，输出模块450可以包括显示模块430的一个或多个功能或者一个或多个操作。

图5a至图5c是根据本公开实施方式的其中换能器阵列布置在电子设备中的示图。

参考图5a，第一换能器阵列510可以布置在输出模块(例如，扬声器模块502)中，以及第二换能器阵列520可以布置在输入模块(例如，侧部按钮504)的预定附近区域中。然而，图5a中示出的本公开的实施方式仅仅是一个示例，本公开不限于此，以及第一换能器阵列510和第二换能器阵列520可以布置在电子设备500a上的多种位置中，如图5b所示。

参考图5c，第一换能器阵列510和第二换能器阵列520可以布置在作为电子设备的另一示例的可穿戴电子设备500b中。如图5c所示，第一换能器阵列510和第二换能器阵列520可以布置在可穿戴电子设备500b的前部上，以便彼此间隔开。

图5a至图5c中示出的本公开的电子设备500a和500b的实施方式仅仅是示例；本公开不限于此。根据本公开的多种实施方式，第一换能器阵列510和第二换能器阵列520可以应用于多种其它电子设备，例如平板pc、电子书阅读器和台式pc。

图6是根据本公开实施方式的通过换能器阵列检测距离d1和d2以用于确定目标对象的位置的方法的示图。

参考图6，第一换能器阵列610可以输出发射波束612a，以及第二换能器阵列620可以检测当输出的发射波束612a在从目标对象630反射之后返回时而提供的接收波束622。控制模块(例如，图4中的控制模块400)可以基于在发射出发射波束612a之后电子设备600接收到接收波束622的飞行时间(tof)来计算到目标对象630的距离。在如图3d所示的两个换能器阵列310和300布置成彼此相交的情况下，由于发射位置和接收位置相同，因此可以通过将tof/2乘以超声波的速度(例如，发射波束或接收波束的速度“v”)来计算从换能器阵列310和300到目标对象630的距离，其中tof/2为通过将tof除以2而限定的值。然而，在如图6所示的发射侧换能器阵列610和接收侧换能器阵列620布置成彼此间隔开的情况下，可以如以下所述来计算到目标对象630的距离d1和d2。

当由第一换能器阵列610输出的发射波束612a到达目标对象630时，发射波束612a可以朝第二换能器阵列620反射。第二换能器阵列620可以检测经反射的发射波束612a。第一换能器阵列610还可以在输出发射波束612a(在发射模式下)之后通过切换到接收模式来检测从目标对象630反射的波束612b。图4的控制模块400可以通过第一换能器阵列610的发射模式和接收模式来计算由第一换能器阵列610输出的发射波束612a的tof值。控制模块400可以基于所计算的tof值和输出的发射波束612a的速度来计算从第一换能器阵列610到目标对象630的距离d1。另外，控制模块400可以基于以下来计算目标对象630与第二换能器阵列620之间的距离d2：(i)从第一换能器阵列610输出的发射波束612a在从目标对象630反射之后到达第二换能器阵列610的时间、(ii)tof值以及(iii)发射波束的速度。通过计算目标对象630与换能器阵列610和620之间的距离的操作而准确地确定到目标对象630的距离，控制模块400可以准确地计算出从彼此间隔开的换能器阵列中的每一个到目标对象630的距离。

图7a至图7d是根据本公开实施方式的用于比较基于距离d1和d2扫描目标对象的情况和不基于距离d1和d2扫描目标对象的情况的示图。

参考图7a，即使第一换能器阵列700和第二换能器阵列710在图7a中布置成彼此间隔开，也可以不基于距离d1和d2来执行扫描。在图7a至图7d中，为了方便描述，在平面(例如，2d视图)上示出发射波束720和接收波束730的图案。发射波束720和接收波束730彼此交叉的区域可以是具有预定区域的平面。在如图1a和图1b所示的两个换能器阵列彼此交叉的这种情况下，由于发射波束的发射参考点与接收到反射的发射波束的接收参考点相同，因此存在于扫描范围内的目标对象的距离可以是与时间t/2对应的距离，其中t/2是通过将在第二换能器阵列710处接收从第一换能器阵列700输出的信号的时间t除以2而获得的。然而，根据本公开实施方式，在换能器阵列700和710彼此间隔开的情况下，如果通过简单地将发射/接收时间t除以2来计算到目标对象的距离，则在目标对象被定位成朝任一换能器阵列偏转的情况下，控制模块可能错误地确定发射波束实际从目标对象反射的位置，从而导致扫描准确度的降低。

然而，在基于所计算的距离d1和d2来确定发射波束720被反射的位置的情况下，如图7b所示，可以在发射波束720和接收波束730彼此重叠的区域中准确地确定目标对象所位于的点，从而有助于准确度的提高。该区域可以与目标对象所位于的以及发射波束被反射的点对应，以及可以称为“反射区域”。

参考图7c，尽管第一换能器阵列700和第二换能器阵列710布置成彼此间隔开，但由第一换能器阵列700和第二换能器阵列710形成的角可以不是直角。在这种情况下，与由第一换能器阵列700和第二换能器阵列710形成的角为直角的情况不同，发射波束720和接收波束730彼此重叠的区域740可能偏转，因此反射区域可能延伸到一侧，从而导致失真。因此，存在在一个方向上的误差可能增加的可能性。

然而，如果基于所计算的距离d1和d2执行扫描，如图7d所示，则即使在由第一换能器阵列700和第二换能器阵列710形成的角不是直角的情况下，控制模块也可以准确地确定目标对象所处的点。因此，可以相对地减小发射波束720和接收波束730彼此重叠的区域的大小，从而有助于提高扫描准确度。

图8a至图8e是根据本公开实施方式的在对目标对象执行扫描之前基于所计算的距离d1和d2设置目标对象的可定位区域以及仅扫描该可定位区域以提高扫描速度的方法的示图。

参考图8a，图4的控制模块400可以基于所计算的距离d1和d2来设置目标对象的可定位区域805。可以仅基于所计算的距离d1和d2(使用例如三角测量)来计算目标对象可以位于的可定位区域805。在3d空间中，两个点(例如，与图6的第一换能器阵列610和第二换能器阵列620对应的坐标)以及从所述点到任意点的距离d1和d2是已知的，因此目标对象的可定位区域805可以确定为圆形形状，该圆形形状是由具有测量的离换能器阵列610和620的距离d1和d2作为半径的球体在3d空间中彼此交叉时产生的。在图8a中，为了方便描述，该圆形形状在与电子设备800形成的平面垂直的平面上示出。因此，如图8b中所示，可以仅针对可定位区域805执行对目标对象的扫描，从而可以减少执行扫描所需的时间。

参考图8c，根据本公开实施方式的电子设备800除包括第一换能器阵列810和第二换能器阵列820之外，还可以包括第三换能器830。在图8c的情况下，可以利用第三换能器830来确定离三个点的距离。因此，如图8d所示，可以在空间中确定目标对象所处的近似候选位置865。另外，图4的控制模块400可以基于候选位置865来确定候选区域860。参考图8e，控制模块400可以控制第一换能器阵列810和第二换能器阵列820以基于候选区域860仅扫描候选区域860的周围环境，使得可以仅扫描有限的扫描区域，从而有助于提高扫描速度。即使在图8e中，为了方便描述，在平面上示出候选区域860。候选区域860可以在例如3d空间中以球体的形式来确定。

图9a至图9f是在目标对象移动的情况下详细扫描(例如，第一预定详细水平的扫描)移动的目标对象预期所处的预期移动区域以提高扫描速度的方法的示图。

参考图9a，根据本公开实施方式的目标对象940可以在背对(或面对)电子设备900时移动。移动的目标对象940通常沿某一方向移动，因此可以预测目标对象940将移动到的点，以执行扫描。例如，预期目标对象940从顶部到底部(例如，从点(1)到点(2)，然后从点(2)到点(3))移动。因此，根据本公开实施方式的电子设备900可以将预期目标对象940要移动到的点(例如，点(3))设置为详细扫描区域，以及执行对详细扫描区域的详细扫描。如本文所使用的，术语“详细扫描区域”可以指这样的区域，在该区域中执行扫描的角度的宽度(例如，输出的发射波束的宽度)较窄。相反，术语“粗略扫描区域”可以指这样的区域，该区域与详细扫描区域相比，执行扫描的角度的宽度较宽。可以将输出的发射波束的宽度控制成与输出发射波束的换能器的数量成反比。即使在接收到接收波束的情况下，如果接收侧换能器阵列中包括的换能器的数量减少，则可以检测到接收波束的范围(例如，角度)可以是宽的。因此，可以通过调节用于检测接收波束的换能器的数量来调节扫描区域。例如，假设总扫描区域为160°以及详细扫描区域为40°，这通过以上参考图8a至图8e描述的三角测量方法或通过以上参考图9a描述的目标对象的预期位置来确定。根据这种假设，在详细扫描的情况下，可以使用发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列中的所有换能器(例如，9个发射侧换能器和9个接收侧换能器)以5°的角间隔来执行扫描，以及在粗略扫描(例如，低于第一预定详细水平的第二预定详细水平的扫描)的情况下，可以仅使用发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列中包括的一些换能器(例如，3个发射侧换能器和3个接收侧换能器)以20°的角间隔来执行扫描。5°和20°角度以及用于扫描的换能器的数量仅仅是示例，并且本公开不限于此。另外，并不意图根据换能器的数量形成所示的角度(例如，5°和20°)(换句话说，角度并不取决于换能器的数量)。因此，在粗略扫描区域(例如，120°)中，以例如20°的间隔执行扫描，因此可以执行6次扫描(例如，120°/20°)。在详细扫描区域中，可以执行8次扫描(例如，40°/5°)。

图9b和图9c分别是根据本公开实施方式的在粗略扫描和详细扫描中输出发射波束930的示图。

参考图9b，输入到第一换能器阵列910的信号(例如，发射信号)可以仅输入到一些换能器。因此，由第一换能器阵列910输出的发射波束930可以具有较宽的宽度。在这种情况下，发射波束930可以用于粗略扫描。

参考图9c，输入到第一换能器阵列910的信号(例如，发射信号)可被输入到多个换能器。因此，由第一换能器阵列910形成的发射波束930可以作为较窄宽度的发射波束输出。具有较窄宽度的发射波束可用于详细扫描。

参考图9d，目标对象940的预期位置可以被确定为例如在区域(2)中，以及区域(2)可以由图4的控制模块400设置为详细扫描区域。控制模块400可以执行对区域(2)的详细扫描。可以使用位置预测算法来确定目标对象940的预期位置。位置预测算法可以包括例如卡尔曼滤波器，但本公开不限于此。卡尔曼滤波器可以表示用于跟踪包括有噪声的线性动力系统的状态的递归滤波器。

然而，可能存在使用位置预测算法确定的目标对象940的预期位置出现错误的情况。例如，尽管使用位置预测算法预期的目标对象940的位置被确定为区域(2)，但与预期不同的是，目标对象940可以沿与目标对象940已移动的方向相反的方向移动。因此，在对详细扫描区域(例如，区域(2))进行详细扫描之后，如果目标对象940不在详细扫描区域中，则控制模块400可以将在粗略扫描区域(例如，区域(1))中检测到目标对象940的存在的不同于区域(2)的区域(例如，图9e中的区域(3))设置为详细扫描区域。如上所述，与详细扫描所有区域的常规扫描方案相比，通过将详细扫描区域(在本文中为“第一扫描类型区域”)和粗略扫描区域(在本文中为“第二扫描类型区域”)区分开，可显著提高扫描速度。例如，在详细扫描所有区域(在扫描区域被设置为160°的情况下)的情况下，发射侧换能器阵列910可以以5°的角间隔执行扫描32次(160°/5°)。因此，可以执行总计1024次(例如，(由发射侧换能器阵列执行的)32次×(由接收侧换能器阵列执行的)32次)扫描。然而，在如本公开中一起使用粗略扫描和详细扫描的情况下，如上述计算中那样，粗略扫描可以执行6次以及详细扫描可以执行8次，因此可以通过扫描总计196次(例如，(由发射侧换能器阵列执行的)14次×(由接收侧换能器阵列执行的)14次)来确定目标对象940的形状。如果由于预测错误而重新设置详细扫描区域以执行重新扫描，则在粗略扫描期间检测到目标对象940的存在的区域(3)(例如，在区域(3)的范围为40°的情况下)只需以5°的间隔重新被扫描。因此，可以另外执行扫描总计64次(例如，(由发射侧换能器阵列执行的)8次×(由接收侧换能器阵列执行的)8次)，因此用于确定目标对象940的形状的扫描仅执行总计260次，其为1024次的1/4，从而导致扫描速度的显著提高。

如上所述，在用于粗略扫描的粗略扫描区域(例如，区域(1))中，控制模块400可以仅控制第二换能器阵列920中的一些换能器以输出与接收波束的检测对应的接收信号。图9f中示出的接收波束的方向表示检测到接收波束的方向，其与具有时间延迟δt1的接收信号之中这样的接收信号对应，该接收信号的重叠信号的幅度之和超过(或大于或等于)阈值幅度。控制模块400可以相对于与检测接收波束(1)的换能器不同的其它换能器(例如，换能器2、换能器5和换能器9)通过将时间延迟不同地设置为δt2来改变扫描方向。在这种情况下，可以根据不同的角度来控制在第二换能器阵列920处接收的接收波束以便进行检测。例如，可以通过以下方式同时扫描不同的方向来提高扫描速度：换能器1、4和8扫描20°至90°的方向以及换能器2、5和9扫描90°至160°的方向。在图9f中，用于检测接收波束的换能器分别表示为换能器1、4和8以及换能器2、5和9，但本公开不限于此。例如，用于检测接收波束的换能器可以表示为相邻的换能器，诸如分别为换能器1、2和3以及换能器4、5和6。

即使在通过发射侧换能器阵列910输出发射波束930期间，在执行粗略扫描的情况下，由于使用了一些换能器，因此可以通过将换能器阵列概念上划分为例如换能器1、2和3以及换能器7、8和9来输出发射波束930。然而，在由第一换能器阵列910输出的信号包括指示从第一换能器阵列910中的哪些换能器输出发射信号的信息的情况下，图9f的描述同样可以适用。换句话说，第一换能器阵列910中的一些换能器可以以160°的扫描角执行扫描，以及其它换能器可以以60°的扫描角执行扫描，从而使得可以提高扫描速度。

图10是根据本公开实施方式的在包括彼此间隔开的换能器阵列的电子设备中扫描目标对象的方法的流程图。

参考图10，在步骤s1000中，根据本公开实施方式的电子设备可以输出具有预定时间延迟的发射波束(例如，偏转的发射波束)，以便扫描目标对象。如上所述，可以根据依据时间延迟输入到其相关联换能器的发射信号来输出偏转的发射波束。在步骤s1010中，电子设备可以检测与发射波束对应的接收波束，以及在步骤s1020中，可以使由接收波束的检测引起的接收信号延迟(例如，可以补偿时间延迟)，然后使延迟的信号彼此重叠。根据本公开的实施方式，表述“使接收信号重叠”可以与表述“合成接收信号”互换使用。电子设备可以使在扫描区域中根据多种角度检测到的接收波束的接收信号重叠。

在步骤s1030中，电子设备可以针对所有预定扫描方向重复地执行使延迟的信号重叠的操作以用于扫描目标对象，然后在步骤s1040中，比较重叠的接收信号的幅度和阈值幅度。重叠的接收信号的幅度可以根据由时间延迟引起的相位改变而增大或减小。在步骤s1050中，电子设备可以利用幅度为重叠的信号的幅度中最大幅度的信号来计算接收波束的入射角φ。电子设备可以基于所计算的入射角来确定检测到所检测的接收波束的方向。电子设备可以基于当发射波束到达目标对象时所需的时间(或发射时间)以及在发射波束从目标对象反射之后由发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列检测到发射波束的时间(或总tof)，来计算当发射波束从目标对象反射之后到达接收侧换能器阵列时所需的时间(或接收时间)。如上所述，在步骤s1060中，电子设备可以基于发射时间和接收时间来计算到目标对象的距离d1和d2。由于当发射侧换能器阵列输出发射波束时电子设备通过改变时间延迟来确定发射角θ，因此电子设备可以在发射波束输出时获取与输出发射波束处的发射角θ相关的信息。换句话说，电子设备可以在发射波束的输出时间确定与发射角相关的信息。在步骤s1070中，电子设备可以确定电子设备是否已经在所有方向上输出发射波束，即是否已在扫描区域的所有方向上执行扫描，以及如果确定电子设备已在所有方向上输出了发射波束，则在步骤s1080中，电子设备可以基于距离d1和d2、发射角和入射角来确定目标对象的3d形状。

图11是根据本公开实施方式的在电子设备中使用三角测量来提高扫描速度的方法的流程图。

参考图11，在根据本公开实施方式的电子设备的控制方法中，为了扫描位于电子设备的预定附近区域中的对象，在步骤s1100中，电子设备中的包括彼此间隔开的多个传感器阵列的传感器模块可以输出用于确定位于电子设备的预定附近区域中的对象的位置的信号。由于使用距离而不是方向来确定目标对象的位置，因此发射侧换能器阵列可以不输出用于确定目标对象的方向的发射波束。另外，接收侧换能器阵列也可以不执行用于确定目标对象所处的方向的扫描。然而，为了计算到目标对象的距离，发射侧换能器阵列中的任何一个换能器可以输出用于确定在预定的用于扫描对象的方向之中的所有方向上(或所有角度)的距离的信号(例如，超声波信号)。在本公开中，用于确定距离的信号将称为“第三信号”。在步骤s1110中，响应于输出信号，电子设备可以从目标对象接收反射信号，以及基于输出信号和反射信号在发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列中计算到目标对象的距离。在步骤s1120中，电子设备可以基于所计算的距离来确定目标对象的可定位区域或当前位置。在步骤s1110中，为了在发射侧换能器阵列和接收侧换能器阵列中计算距离，发射侧换能器阵列可以在输出用于确定距离的信号(在发射模式下)之后切换到接收模式，然后在接收模式下接收从目标对象反射的信号。基于此，发射侧换能器阵列可以通过计算从发射侧换能器阵列到目标对象的往返时间“t”来计算到目标对象的距离，以及接收侧换能器阵列可以利用在信号发射之后接收到信号时所需的总时间t与通过将往返时间除以2而获得的值(t/2)之间的差(t-(t/2))来计算从目标对象到接收侧换能器阵列的距离。在步骤s1130中，电子设备可以通过仅扫描所确定的目标对象的可定位区域或当前位置来获取目标对象的3d形状。

图12是根据本公开实施方式的通过在电子设备中使用位置预测算法基于目标对象的当前位置预测预期位置来提高扫描速度的控制方法的流程图。

参考图12，根据本公开另一实施方式的电子设备的控制方法可以包括：步骤s1200，确定目标对象的当前位置；步骤s1210，基于所确定的目标对象的当前位置，使用位置预测算法来确定预期目标对象将移动到的预期位置；以及步骤s1220，扫描预期位置。

图13是根据本公开实施方式的通过根据目标对象的预期位置而确定的详细扫描区域和粗略扫描区域来提高对目标对象的扫描速度的控制方法的流程图。

参考图13，在步骤s1300中，电子设备可以基于目标对象的当前位置，使用三角测量或位置预测算法(诸如，卡尔曼滤波器)来预测目标对象的预期位置。在步骤s1310中，电子设备可以将预期位置设置为详细扫描区域。在步骤s1320中，电子设备可以扫描目标对象。例如，电子设备可以在扫描目标对象期间在到达详细扫描区域时通过减小输出的发射波束的宽度来执行详细扫描。在步骤s1330中，电子设备可以确定目标对象是否存在于详细扫描区域中，即，是否扫描到目标对象，以及如果目标对象存在于详细扫描区域中，则在步骤s1350中，电子设备可以在其显示模块上显示扫描到的目标对象的3d形状。如果目标对象不存在于详细扫描区域中，则在步骤s1340中，电子设备可以在粗略扫描区域中对预期目标对象所处的区域重新执行详细扫描，然后执行步骤s1350。然而，根据本公开的多种实施方式，步骤s1340可以被替换为相对于未被详细扫描的区域重新执行对目标对象进行位置预测的步骤，然后对预期目标对象所处的区域执行详细扫描。

除了以上参考图10和图13的描述之外，根据本公开实施方式的电子设备还可以同样应用于根据本公开实施方式的电子设备的控制方法。

根据本公开实施方式的电子设备的上述组件中的每一个可以包括一个或多个部件，以及组件的名称可以根据电子设备的类型而变化。根据本公开实施方式的电子设备可以包括上述组件中的至少一个，可以省略上述组件中一些，或者还可以包括其它额外的组件。根据本公开实施方式的电子设备的组件中的一些可以通过组合而配置成一个实体，因此，实体可以以相同的方式执行组件的先前功能。

如本文所使用的，术语“模块”可以指包括例如硬件、软件或固件中的一个或组合的单元。术语“模块”可以与术语例如“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”互换使用。术语“模块”可以指配置成单个主体或其一部分的组件的最小单元。术语“模块”可以指执行一个或多个功能或其一部分的最小单元。术语“模块”可以机械地或电子地实现。例如，术语“模块”可以包括已知的、未来将开发的以及可以执行任何操作的专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑设备中的至少一个。

根据本公开实施方式的设备(例如，模块或其功能)或方法(例如，步骤)的至少一部分可以通过例如以编程模块的形式存储在非暂时性计算机可读存储介质中的命令来实现。如果命令由至少一个处理器(例如，图4的控制模块400)执行，则该至少一个处理器可以执行与命令对应的功能。非暂时性计算机可读存储介质可以例如作为存储器而包括在电子设备中。编程模块的至少一部分可以由例如处理器来实现(例如，执行)。编程模块的至少一部分可以包括例如用于执行一个或多个功能的模块、程序、例程、指令集或过程。

非暂时性计算机可读存储介质可以包括配置成存储和执行程序命令(例如，编程模块)的磁性介质(例如，硬盘、软盘和磁性介质)、光学介质(例如，光盘只读存储器(cd-rom)和数字通用盘(dvd))、磁光介质(例如，软式光盘)以及硬件设备(例如，rom、随机存取存储器(ram)或闪存)。另外，程序命令不仅可以包括由编译器生成的机器代码，还可以包括可以由计算机使用解释器等执行的高级语言代码。硬件设备可以配置成作为一个或多个软件模块来操作以便执行根据本公开实施方式的操作，并且反之亦然。

根据本公开实施方式的模块或编程模块可以包括上述组件中的至少一个，可以省略上述组件中一些，或者还可以包括其它额外的组件。根据本公开实施方式的由模块、编程模块或其它组件执行的操作可以以顺序、并行、迭代或启发式方式来执行。另外，一些操作可以以不同的次序执行，或省略，或者可以添加其它操作。

根据本公开的实施方式，在存储指令的存储介质中，当指令由至少一个处理器执行时，可以将指令设置为允许至少一个处理器执行至少一个操作。该至少一个操作可以包括这样的操作：包括有用于扫描位于电子设备的预定附近区域中的对象的多个传感器阵列的传感器模块通过定向波束的输出和反射信号的检测来扫描目标对象。另外，该至少一个操作可以包括：输出用于确定位于电子设备的预定附近区域中的对象的位置的信号以提高对目标对象的扫描速度的操作；响应于输出信号接收来自对象的反射信号以及基于输出信号和接收的信号确定对象的位置的操作；以及详细扫描存在于确定位置中的对象并粗略地扫描其余区域的操作。

虽然已经参考本公开的某些实施方式示出和描述了本公开，但本领域的技术人员将理解的是，在不脱离由所附权利要求及其等同所限定的本公开的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行多种改变。