一种测距方法及设备的制造方法_3

文档序号:8247881阅读:来源:国知局
收到的声音信号的声压SPL,例如可以通过V(S)函数换算出设备处接收到的声音信号SPL值。
[0103]下面通过一个例子来详细介绍本实施例的第二种测距方案:
[0104]步骤701:被测方用户连续发出两次声音。
[0105]步骤702:主测方设备两次测量接收到的声音信号的声压SPL,并计算出两次测量的声压SPL的差值,即声音信号的声压差值Λ SPL。
[0106]通过上述电平转换测量每次声音信号的声压SPL,然后将两次声压SPL相减取绝对值得到声音信号的声压差值ASPL。
[0107]本实施例以两次声音信号之间的声压差值来介绍第二种测距方案,在其他应用场景,当被测方用户联系发出N (N ^ 2)次声音时,主测方设备可以多次测量声压SPL,计算出所有可能的声压差值ASPL,对声压差值Λ SPL进行数据处理选取一个最适用的声压差值ASPL,以精确计算出声音空间传输距离,例如可以对所有声压差值Λ SPL加权求平均值。
[0108]步骤703:根据所述声压差值Λ SPL在所有响度对应的(d, Δ SPL, a)曲线簇中找出所述Λ SPL对应的声音空间传输衰减曲线S' (d,ASPL);然后根据所述声压差值Λ SPL在所述Λ SPL对应的声音空间传输衰减曲线上找出相应的空间传输距离d。
[0109]例如,如图8所示为响度为60dB的S' (d,ASPL,60dB)曲线簇,如图9所示为,为响度为120dB的S' (d,ASPL, 120dB)曲线簇;当主测方设备计算出声音差值ASPL=IdB时,在图8所示曲线簇中找出Λ SPL=IdB对应的空间传输衰减曲线,S卩Λ ISPL的曲线,然后根据Λ SPL=IdB在Λ ISPL的曲线上找出相应的空间传输距离dl ;在图9所示曲线簇中找出Λ SPL=IdB对应的空间传输衰减曲线,S卩AlSPL曲线,然后根据ASPL=IdB在AlSPL的曲线上找出相应的空间传输距离d2 ;当然本实施例只是在主测方设备中存储了两种响度的S' (d,ASPL, a)曲线簇,为了能够更精确地测量出空间传输距离,本实施例可以预先存储多种响度的S' (d,ASPL, a)曲线簇,例如可以预先设置60dB到120dB,共61个曲线簇。
[0110]如图8中V (d,ASPL,60dB)曲线簇是由不同响度参数衰减至60dB的衰减曲线聚合而成,其中AlSPL曲线为响度为61dB声音衰减至60dB的空间传输衰减曲线,Λ 2SPL曲线为响度为62dB声音衰减至60dB的空间传输衰减曲线,其他AnSPUn > I,为正整数)以此类推。同理图9中Λ ISPL曲线为响度为121dB声音衰减至120dB的空间传输衰减曲线。
[0111]步骤704:对所有获取的空间传输距离进行数据处理最终得到所述被测方用户发出的声音的空间传输距离d ;即主测方设备与被测方之间的距离。
[0112]例如,在获取dl和d2之后,可以采用求平均值的方式计算d,或者也可以获取某个参考量对dl和d2进行筛选,或者根据用户的选择进行筛选,或者其他本领域技术人员为了获取精确数据经常采用的数据处理方式。
[0113]本实施例中的不同响度的S' (d,ASPL,a)曲线簇可以经过实验测量计算得到。
[0114]在第二种测距方案中还可以包括:主测方设备检测声音传输的环境参数,根据所述环境参数对S' (d,ASPL, a)曲线簇进行补偿。
[0115]第三种测距方案:
[0116]当主测方设备接收用于测距的声音信号为主测方的回声信号,本实施例中主测方的回声信号可以为主测方设备播放音频文件的回声信号,或者为主测方用户发出声音的回声信号。如图10所示,该测距方案主要包括以下过程:
[0117]步骤1001:所述主测方设备确定能量最大的回声路径,接收该回声路径上的主测方的回声信号;
[0118]步骤1002:所述主测方设备获取接收到所述回声信号的时间参数;
[0119]步骤1003:所述主测方设备检测声音传输的环境参数,根据所述环境参数匹配出声音传播速度;
[0120]步骤1004:所述主测方设备根据所述时间参数和所述声音传播速度计算出所述声音信号的空间传输距离。
[0121]本实施例的第三种测距方案主要是通过主测方的回声信号进行测距,在没有其他设备发出音源/声源的测试条件下,利用回声原理,用户自己发出声响或用户设备发出声音,记录接收到回声的回声延时Delay,终端同步获取相关环境变量信息,例如海拔H,湿度W和温度T等会影响声音传播速度的参数,选择与周围环境匹配的声音传播速度VAIR,便可得到声音传播的距离,计算后可得声音信号的空间传输距离。在该方案中,定向回声选择是关键算法,用以排除其他方向上的反射路径或衍射路径产生的回声,如图11所示。众所周知,声音的传播是全向性的,但能量的分布是不均匀的,利用这种原理结合多MIC定向分析算法,就可以非常准确的找到最大能量回声方向,即用户正面朝向的法线方向,完成定向的操作。
[0122]本实施例的测距方法可以利用声音信号进行测距,具有移植容易,成本低的特点。本实施例的测距方法可以应用于移动终端或者其他设备上,所以移植容易;本实施例的测距方法可以利用已有音频器件采集、处理声音的声压参数,辅之以其它设备(包含但不限于由热、光学、温度、陀螺仪、地磁加速度和气压计等传感器采集到的)采集到的环境参数进行补偿,完成测距功能的整体解决方案,可为终端用户提供测距功能和测量特定声学参数的实用功能;所以成本低,并能够提高用户的体验。
[0123]实施例二:
[0124]如图12所示,本实施例提供了一种测距设备,所述测距设备作为主测方设备,其包括:接收模块和处理模块;
[0125]所述接收模块用于接收用于测距的声音信号;
[0126]所述处理模块用于根据所述接收模块接收到的声音信号得出所述声音信号的空间传输距离,所述声音信号的空间传输距离为主测方设备与被测方之间的距离。
[0127]本实施例的测距设备可以利用声音信号进行测距,与传统激光测距设备相比,本发明测距设备可以与被测方的声音互动来完成测距,取代利用激光发生器这种昂贵的设备来测距,可以降低成本;另外本发明的测距设备可以为移动终端,此时移动终端具备测距功能,提高了用户体验。进一步当测试设备为移动终端时,只需要利用移动终端自带的硬件和软件资源就可以实现测距,对移动终端的改动较少,适用性比较强。
[0128]优选地,如图13所示,所述处理模块包括:参数获取模块、声压测量模块和测距模块;
[0129]所述用于测距的声音信号包括:被测方设备播放的响度确定的声音信号;
[0130]所述声压测量模块用于测量接收到的声音信号的声压SPL ;
[0131]所述参数获取模块用于获取被测方设备播放声音信号的响度参数;
[0132]所述测距模块用于获取被测方设备播放声音信号的响度参数,根据所述响度参数在S (d,SPL)曲线簇中找出对应的S (d,SPL)曲线,其中d为空间传输距离,以及根据所述声压SPL在该曲线上匹配出对应的所述声音信号的空间传输距离;
[0133]所述S(d,SPL)曲线为声音信号的空间传输衰减特性曲线,该曲线的横轴为空间传输距离d,纵轴为主测方设备收到的声音信号的声压SPL,所述S (d,SPL)曲线簇由多种声音响度的S(d,SPL)曲线聚合而成。
[0134]优选地,所述声压测量模块用于将所述被测方设备播放的响度确定的声音信号转换为电信号的电平值;根据所述电平值获取所述主测方设备接收到的声音信号的声压SPL。
[0135]优选地,所述用于测距的声音信号包括:被测方用户多次发出的声音信号;所述处理模块包括:声压测量模块和测距模块;参考图13所示的测距设备的结构。
[0136]所述声压测量模块用于多次测量接收到的声音信号的声压SPL,并获取声音信号的声压差值ASPL ;
[0137]所述测距模块用于根据所述声压差值ASPL在所有声音响度对应的S' (d,Δ SPL, a)曲线簇中找出所述Λ SPL对应的声音空间传输衰减曲线S' (d,Λ SPL);然后根据所述声压差值Λ SPL在所述Λ SPL对应的声音空间传输衰减曲线上找出相应的空间传输距离d ;对所有获取的空间传输距离d进行预设的数据处理最终得到所述主测方设备与被测方之间的距离;
[0138]所述S' (d,Λ SPL,a)曲线簇为声音响度a的声音空间传输衰减曲线簇,其横轴为声音空间传输距离d,纵轴为声音信号的声压差值Δ SPL,所述S' (d, Δ SPL, a)曲线簇由不同的响度衰减至响度a的声音空间传输衰减曲线S' (d, Δ SPL)聚合而成。
[0139]优选地,如图14所示,图13所示的测距设备还可以
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