一种超声信号的处理方法、装置和接收端设备与流程

【】本发明涉及超声定位领域，具体涉及一种超声信号的处理方法、装置和接收端设备。

背景技术

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背景技术：

1、虚拟现实(virtual reality，vr)交互技术是vr的重要支撑部分，vr定位技术则是vr交互技术中的重要组成部分，当前主流的vr定位技术包括超声定位技术和光学定位技术。然而光学定位技术对算力要求比较高，超声定位技术对算力要求比较低，因此超声定位技术具有更好的普适性。

2、目前超声定位的技术难点是超声定位精度，超声定位采用测量飞行时间(time offlight，tof)，通过tof计算出距离进行超声定位，所以tof的精度决定了超声定位的精度。一般情况，超声信号的发射时刻容易准确得到，所以tof的精度主要受限于超声信号到达时刻检测的精度。现有的超声信号到达时刻检测的主要方法主要有脉冲法、相位法等，其中脉冲法的检测精度是1-5cm级别，相位法的检测精度是1-5mm级别，现有方法对超声信号到达时刻检测的精度较低，因此无法满足vr技术对定位精度的要求。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声信号处理方法及装置和接收端设备，用以解决现有技术中超声定位精度低的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种超声信号的处理方法，应用于接收端设备，所述方法包括：

3、接收超声信号；

4、对所述超声信号进行超声解码，得到所述超声信号的第一稀疏表示；

5、判断所述第一稀疏表示的系数最大值是否大于或等于显著值；

6、若判断出所述第一稀疏表示的系数最大值大于或等于显著值，对所述超声信号进行序列匹配，得到超声标识id和所述超声信号的到达时刻。

7、可选的，所述对所述超声信号进行超声解码，得到所述超声信号的第一稀疏表示，包括：

8、将第一内积参数设置为所述超声信号；

9、根据所述第一内积参数与字典中每个原子进行内积计算，得到多个第一内积；

10、在所述多个第一内积中选出绝对值最大的第一内积，将所述绝对值最大的第一内积所对应的原子确定为第一最匹配原子；

11、根据所述第一最匹配原子，从所述第一内积参数中分解出第一残差，所述第一残差为所述第一内积参数中所述第一最匹配原子之外的部分；

12、将第一迭代次数加1，判断所述第一残差是否大于第一残差阈值且设置的第一迭达次数是否未到达第一次数阈值，若判断出所述第一残差大于第一残差阈值且设置的第一迭达次数未到达第一次数阈值，则将所述第一内积参数设置为所述第一残差，并执行所述根据所述第一内积参数与字典中所有原子进行内积计算，得到多个第一内积的步骤；

13、若判断出所述第一残差小于或等于第一残差阈值和/或所述第一迭代次数达到第一次数阈值时，将所有第一最匹配原子的线性组合确定为所述超声信号的第一稀疏表示。

14、可选的，所述根据所述第一内积参数与字典中所有原子进行内积计算，得到多个内积之前，还包括：

15、设置初始字典，对所述初始字典进行初始化得到参考字典；

16、将第二内积参数设置为所述超声信号；

17、对所述第二内积参数与参考字典中的每个原子进行内积计算，得到多个第二内积；

18、在所述多个第二内积中选出绝对值最大的第二内积，将所述绝对值最大的第二内积所对应的原子确定为第二最匹配原子；

19、根据所述第二最匹配原子对所述参考字典中的每个原子进行更新，得到更新字典；

20、根据所述更新字典和所述超声信号计算出所述超声信号的第二稀疏表示；

21、根据所述更新字典和所述第二稀疏表示计算出第二残差；

22、将第二迭代次数加1，判断所述第二残差是否大于第二残差阈值且设置的第二迭达次数是否未到达第二次数阈值，若判断出所述第二残差大于第二残差阈值且设置的第二迭达次数未到达第二次数阈值，则将第二内积参数设置为第二残差，并执行所述对所述第二内积参数与参考字典中的每个原子进行内积计算，得到多个第二内积的步骤；

23、若判断出所述第二残差小于或等于第二残差阈值和/或所述第二迭代次数达到第二次数阈值时，将所述更新字典确定为所述字典。

24、可选的，所述对所述超声信号进行序列匹配，得到超声id和所述超声信号的到达时刻包括：

25、根据获取的多个超声id和所述第一稀疏表示计算出多个动态弯曲距离；

26、从所述多个动态弯曲距离中选取出最小的动态弯曲距离；

27、将所述最小的动态弯曲距离对应的超声id确定为所述超声信号的超声id；

28、将所述超声信号采集的起始时间确定为所述超声信号到达时刻。

29、第二方面，本发明实施例提供了一种超声信号的处理方法，应用于发射端设备，所述方法包括：

30、对初始超声信号进行调制，生成调制后的超声信号；

31、对所述调制后的超声信号进行超声编码，生成超声信号，所述超声信号包括超声id；

32、将所述超声信号发送。

33、可选的，所述对所述调制后的超声信号进行超声编码，包括：

34、采用二进制频率编码对所述调制后的超声信号进行超声编码。

35、第三方面，本发明实施例提供了一种超声信号的接收装置，包括：

36、接收模块，用于接收超声信号；

37、解码模块，用于对所述超声信号进行超声解码，得到所述超声信号的第一稀疏表示；

38、判断模块，用于判断所述第一稀疏表示的系数最大值是否大于或等于显著值；

39、匹配模块，用于若所述判断模块判断出所述第一稀疏表示的系数最大值大于或等于显著值，对所述超声信号进行序列匹配，得到超声标识id和所述超声信号的到达时刻。

40、第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所存储介质所在设备执行第一方面或第一方面任一可能的超声信号处理方法或者第二方面或第二方面任一可能的超声信号处理方法。

41、第五方面，本发明实施例提供了一种接收端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面或第一方面任一可能的超声信号处理方法。

42、第六方面，本发明实施例提供了一种发射端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第二方面或第二方面任一可能的超声信号处理方法。

43、本实施例提供的技术方案中，接收超声信号，对所述超声信号进行超声解码，得到所述超声信号的第一稀疏表示，判断所述第一稀疏表示的系数最大值是否大于或等于显著值，若判断出所述第一稀疏表示的系数最大值大于或等于显著值，对所述超声信号进行序列匹配，得到超声标识id和所述超声信号的到达时刻，提高了超声信号到达时刻的检测精度和定位能力，从而提高了超声定位的精度。