移动设备的超声波校准方法及装置与流程

本公开涉及移动设备技术领域，尤其涉及一种移动设备的超声波校准方法及装置。

背景技术：

随着移动设备技术的发展，移动设备的功能越来越强大，极大地方便了人们的生活。现在市面上的一些移动设备具有超声波功能，移动设备可以通过超声波发送器件发射超声波信号，根据移动设备的超声波接收器件接收到该超声波信号的反射信号时的时间差，就可以实时计算物体离移动设备的距离。利用上述特性，移动设备可以感知一定范围内的手势动作，以根据该手势动作实现相应的控制功能，不用再局限于移动设备的有限屏幕范围。

目前，移动设备在发送超声波信号会采用一个固定的发射频率，该发射频率是由厂家通过对几台随机选取的移动设备进行实验测试得到。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种移动设备的超声波校准方法及装置。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种移动设备的超声波校准方法，包括：

通过所述移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同；

通过所述移动设备的超声波接收器件接收所述多个超声波信号的多个反射信号；

根据所述多个超声波信号和所述多个反射信号，获取所述移动设备的目标发射频率，所述目标发射频率为所述多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

在第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述多个超声波信号和所述多个反射信号，获取目标发射频率包括：

对于所述多个超声波信号中的每个超声波信号，比较所述超声波信号的频响曲线和所述超声波信号的反射信号的频响曲线，得到所述超声波信号的振幅偏差值；

比较所述多个超声波信号的振幅偏差值；

将所述多个超声波信号中振幅偏差值最小的超声波信号的频率获取为目标发射频率。

在第一方面的第二种实现方式中，所述超声波发送器件为听筒，所述超声波接收器件为麦克风。

在第一方面的第三种实现方式中，所述通过超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号包括：

获取所述预设频率范围；

根据所述预设频率范围，获取多个频率；

在通过所述超声波发送器件发射超声波信号的过程中，每隔预设时长，按照所述多个频率的顺序，切换所发送超声波信号的频率。

在第一方面的第四种实现方式中，所述移动设备放置于封闭音频的测试盒中，所述测试盒具有反射超声波信号的功能。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种移动设备的超声波校准装置，包括：

发射模块，用于通过所述移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同；

接收模块，用于通过所述移动设备的超声波接收器件接收所述多个超声波信号的多个反射信号；

获取模块，用于根据所述多个超声波信号和所述多个反射信号，获取所述移动设备的目标发射频率，所述目标发射频率为所述多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

在第二方面的第一种实现方式中，所述获取模块用于：

对于所述多个超声波信号中的每个超声波信号，比较所述超声波信号的频响曲线和所述超声波信号的反射信号的频响曲线，得到所述超声波信号的振幅偏差值；

比较所述多个超声波信号的振幅偏差值；

将所述多个超声波信号中振幅偏差值最小的超声波信号的频率获取为目标发射频率。

在第二方面的第二种实现方式中，所述超声波发送器件为听筒，所述超声波接收器件为麦克风。

在第二方面的第三种实现方式中，所述发射模块用于：

获取所述预设频率范围；

根据所述预设频率范围，获取多个频率；

在通过所述超声波发送器件发射超声波信号的过程中，每隔预设时长，按照所述多个频率的顺序，切换所发送超声波信号的频率。

在第二方面的第四种实现方式中，所述移动设备放置于封闭音频的测试盒中，所述测试盒具有反射超声波信号的功能。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种移动设备，包括：

超声波发送器件、超声波接收器件；

处理器；

用于存储处理器可执行的指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

通过所述超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同；

通过所述超声波接收器件接收所述多个超声波信号的多个反射信号；

根据所述多个超声波信号和所述多个反射信号，获取所述移动设备的目标发射频率，所述目标发射频率为所述多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过比较移动设备发射的多个超声波信号和接收到的该多个超声波信号的反射信号，从中获取能量衰减最小的超声波信号对应的频率，作为该移动设备的发射频率，这种发射频率的获取针对性较强。每台移动设备均可以通过这种方式来获取最合适自身硬件条件的发射频率，从而按照该发射频率发射超声波信号，使得每台移动设备都可以发挥其最好的超声波功能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种频响曲线的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种频响曲线的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准装置的框图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准方法的流程图，如图1所示，移动设备的超声波校准方法用于移动设备中，包括以下步骤:

在步骤101中，通过移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同。

在步骤102中，通过移动设备的超声波接收器件接收该多个超声波信号的多个反射信号。

在步骤103中，根据该多个超声波信号和该多个反射信号，获取该移动设备的目标发射频率，目标发射频率为该多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

本公开实施例中，通过比较移动设备发射的多个超声波信号和接收到的该多个超声波信号的反射信号，从中获取能量衰减最小的超声波信号对应的频率，作为该移动设备的发射频率，这种发射频率的获取针对性较强。每台移动设备均可以通过这种方式来获取最合适自身硬件条件的发射频率，从而按照该发射频率发射超声波信号，使得每台移动设备都可以发挥其最好的超声波功能。

在一种可能实现方式中，根据该多个超声波信号和多个反射信号，获取目标发射频率包括：

对于该多个超声波信号中的每个超声波信号，比较该超声波信号的频响曲线和该超声波信号的反射信号的频响曲线，得到超声波信号的振幅偏差值；

比较该多个超声波信号的振幅偏差值；

将该多个超声波信号中振幅偏差值最小的超声波信号的频率获取为目标发射频率。

在一种可能实现方式中，超声波发送器件为听筒，超声波接收器件为麦克风。

在一种可能实现方式中，通过超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号包括：

获取预设频率范围；

根据预设频率范围，获取多个频率；

在通过超声波发送器件发射超声波信号的过程中，每隔预设时长，按照多个频率的顺序，切换所发送超声波信号的频率。

在一种可能实现方式中，移动设备放置于封闭音频的测试盒中，测试盒具有反射超声波信号的功能。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

图2是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准方法的流程图，如图2所示，移动设备的超声波校准方法用于移动设备中，包括以下步骤:

在步骤201中，通过移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同。

为了达到较好的校准效果，可以在开始校准之前，搭建一个实验环境，例如，可以将移动设备放置于一个封闭音频的测试盒中，由于该测试盒具有反射超声波信号的功能，因此，可以通过该测试盒的内壁对超声波信号的反射来实现该校准过程。而且，由于该测试盒是一个封闭音频的测试盒，因此，可以避免外界环境的干扰，使得校准结果更加可靠。

在本公开实施例中，移动设备的超声波发送器件可以发射标准的正弦波信号，并且可以通过频率调节使得该超声波发送器件发射的超声波信号的频率发生变化，而幅度保持不变。为了保证校准结果的可靠性和准确性，该步骤201可以包括：先获取预设频率范围，然后根据预设频率范围，获取多个频率，在通过超声波发送器件发射超声波信号的过程中，每隔预设时长，按照多个频率的顺序，切换所发射超声波信号的频率。

在一种可能实现方式中，根据预设频率范围，获取多个频率的过程可以包括：将预设频率范围划分为预设数量的子区间，将每个子区间的端点频率获取为该多个频率，此时，该多个频率中相邻频率的频率差值相等。在另一种可能实现方式中，根据预设频率范围，获取多个频率的过程可以包括：在预设频率范围中随机选取预设数量的频率作为该多个频率。对于上述任一种实现方式，本公开实施例对其具体应用不做限定。

例如，基于第一种可能实现方式，参见图3，该预设频率范围可以为20k～50k的频率范围，将该频率范围划分为20k～30k、30k～40k、40k～50k三个子区间，选取20k、30k、40k和50k作为该多个频率，在T1时间段内以20k作为发射频率发射超声波信号，在T2时间段内以30k作为发射频率发射超声波信号，在T3时间段内以40k作为发射频率发射超声波信号，在T4时间段内以50k作为发射频率发射超声波信号。通过上述过程，可以使超声波信号频率发生连续变化(即通常说的“扫频”)并保持幅度不变。上述T1、T2、T3、T4等数值相等。

需要说明的是，移动设备的超声波功能可以通过移动设备的超声波发送器件和超声波接收器件来实现。在本公开实施例中，以超声波发送器件为听筒，超声波接收器件为麦克风来对移动设备的超声波功能进行说明。在本公开的另一实施例中，还可以采用专门的超声波发送器件和超声波接收器件来实现移动设备的超声波功能，本公开实施例对此不做限定。

在步骤202中，通过移动设备的超声波接收器件接收多个超声波信号的多个反射信号。

如步骤201中所述，移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，这些超声波信号在传播途中碰到测试盒的内壁就立即返回来，通过该移动设备的超声波接收器件来接收该多个超声波信号的反射信号。如图4所示，T5时间段内是接收到的频率为20k的超声波信号的反射信号，T6时间段内是接收到的频率为30k的超声波信号的反射信号，T7时间段内是接收到的频率为40k的超声波信号的反射信号，T8时间段内是接收到的频率为50k的超声波信号的反射信号。

在步骤203中，对于多个超声波信号中的每个超声波信号，比较该超声波信号的频响曲线和该超声波信号的反射信号的频响曲线，得到该超声波信号的振幅偏差值。

频响曲线是用于描绘频率响应的曲线，可以用于描述移动设备对于不同频率信号的响应能力的差异。频响曲线的生成过程可以为：如步骤201中所述，通过移动设备的超声波发送器件发射频率连续变化的超声波信号(即通常说的“扫频信号”)，将这种连续变化的超声波信号记录下来，就可以在一个坐标上描绘出一个振幅对应时间的曲线，该曲线即为该多个超声波信号的频响曲线，如图3所示。同理，通过移动设备的超声波接收器件接收该频率连续变化的超声波信号的反射信号，可以得到该多个反射信号的频响曲线，如图4所示。由于频响曲线描绘的是振幅与时间的对应关系，因此，可以通过频响曲线来确定该多个超声波信号和该多个反射信号的振幅。

发明人认识到，超声波信号在传播过程中，由于介质的吸收作用，该超声波信号的能量会衰减，移动设备接收到的反射信号的能量与该超声波信号发射时的能量之间存在偏差，这种偏差会体现在超声波振幅的大小变化上。为了确定振幅大小的具体变化值，可以通过比较该超声波信号的频响曲线和该超声波信号的反射信号的频响曲线，从而得到该超声波信号的振幅偏差值。一般情况下，该超声波信号的反射信号的频响曲线的振幅小于该超声波信号的频响曲线的振幅，因此，该振幅偏差值可以由该超声波信号的频响曲线的振幅减去该超声波信号的反射信号的频响曲线的振幅得到。

参见图3和图4，图中一个时间段对应一个频率，图3中的T1时间段和图4中的T5时间段对应频率20k，以此类推，通过比较各个频率的超声波信号各自对应的频响曲线，得到每个频率的超声波信号的振幅偏差值。该振幅偏差值可以由图3中的频响曲线的振幅减去图4中该超声波信号的反射信号的频响曲线的振幅得到。例如，图3中的T1时间段和图4中的T5时间段对应频率为20k的超声波信号，用T1时间段的频响曲线的振幅A1减去T5时间段的频响曲线的振幅A5就可以得到频率为20k的超声波信号的振幅偏差值，以此类推，可以得到频率为30k、40k和50k的超声波信号的振幅偏差值。

在步骤204中，根据该多个超声波信号的振幅偏差值，获取移动设备的目标发射频率，目标发射频率为多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

如步骤203所述，对于该多个超声波信号中的每个超声波信号，通过比较发射的超声波信号的频响曲线和接收到的反射信号的频响曲线，可以得到该多个超声波信号的振幅偏差值，将该多个超声波信号中振幅偏差值最小的超声波信号的频率获取为目标发射频率。

在本公开实施例中，由于不同频率的超声波信号发射出去的频响曲线的振幅是一样的，即A1、A2、A3和A4的大小相等，故可以通过比较多个反射信号的频响曲线的振幅大小，将振幅最大的反射信号的频率，获取为目标发射频率。例如，可以通过比较A5、A6、A7和A8的大小，假如A5最大，则将20k作为目标发射频率。

在该多个超声波信号中，该目标发射频率的超声波信号在传播过程中能量衰减最小，超声波信号的接收更准确，是最适合该移动设备硬件条件的超声波发射频率，按照该目标发射频率发射超声波信号，可以保证该移动设备发挥最好的超声波功能。

步骤203和204是根据该多个超声波信号和该多个反射信号，获取移动设备的目标发射频率的具体过程。该过程比较的是该多个超声波信号和该多个反射信号的振幅偏差，当然也可以比较能量的偏差，本发明对具体比较方式不做限制。

本公开实施例中对移动设备的校准过程可以在移动设备出厂时进行，即产线校准，通过产线校准获得该移送设备的目标发射频率后，可以将该目标发射频率作为特定参数写入该移动设备中。

由于每台移动设备的硬件条件不同，每台移动设备对不同频率信号的处理能力不同，导致每台移动设备的频响曲线不同。由不同移动设备的频响曲线得到的振幅偏差值不同，导致最适合移动设备硬件条件的目标发射频率也会不同，因此，对每台移动设备都可以按照上述步骤201-204进行校准，从而得到最适合移动设备硬件条件的发射频率。

本公开实施例中，通过比较移动设备发射的多个超声波信号和接收到的该多个超声波信号的反射信号，从中获取能量衰减最小的超声波信号对应的频率，作为该移动设备的发射频率，这种发射频率的获取针对性较强。每台移动设备均可以通过这种方式来获取最合适自身硬件条件的发射频率，从而按照该发射频率发射超声波信号，使得每台移动设备都可以发挥其最好的超声波功能。

图5是根据一示例性实施例示出的一种移动设备的超声波校准装置框图。参照图5，该装置包括发射模块501，接收模块502和获取模块503。

该发射模块501被配置为通过移动设备的超声波发送器件发射频率处于预设频率范围内的多个超声波信号，每个超声波信号的频率不同。

该接收模块502被配置为通过移动设备的超声波接收器件接收该多个超声波信号的多个反射信号。

该获取模块503被配置为根据该多个超声波信号和多个反射信号，获取移动设备的目标发射频率，目标发射频率为该多个超声波信号中能量衰减最小的超声波信号对应的频率。

在一种可能实现方式中，获取模块503被配置为：

对于该多个超声波信号中的每个超声波信号，比较超声波信号的频响曲线和超声波信号的反射信号的频响曲线，得到超声波信号的振幅偏差值；

比较该多个超声波信号的振幅偏差值；

将该多个超声波信号中振幅偏差值最小的超声波信号的频率获取为目标发射频率。

在一种可能实现方式中，超声波发送器件为听筒，超声波接收器件为麦克风。

在一种可能实现方式中，发射模块501被配置为：

获取预设频率范围；

根据预设频率范围，获取多个频率；

在通过超声波发送器件发射超声波信号的过程中，每隔预设时长，按照多个频率的顺序，切换所发送超声波信号的频率。

在一种可能实现方式中，该移动设备放置于封闭音频的测试盒中，测试盒具有反射超声波信号的功能。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图6是根据一示例性实施例示出的一种移动设备600的框图。例如，移动设备600可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图6，移动设备600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。

处理组件602通常控制移动设备600的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。

存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持在移动设备600的操作。这些数据的示例包括用于在移动设备600上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件606为移动设备600的各种组件提供电力。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为移动设备600生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件608包括在移动设备600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当移动设备600处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括至少一个超声波发送器件，超声波发送器件被配置为发射超声波信号，该超声波发送器件可以为听筒。音频组件610还包括至少一个超声波接收器件，超声波接收器件被配置为接收超声波信号，该超声波接收器件可以为麦克风(MIC)。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为移动设备600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到移动设备600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为移动设备600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测移动设备600或移动设备600一个组件的位置改变，用户与移动设备600接触的存在或不存在，移动设备600方位或加速/减速和移动设备600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件616被配置为便于移动设备600和其他设备之间有线或无线方式的通信。移动设备600可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，移动设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述移动设备的超声波校准方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器604，上述指令可由移动设备600的处理器620执行以完成上述方法。例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由移动终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行上述移动设备的超声波校准方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。