CN103716730A

CN103716730A - 一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法

Info

Publication number: CN103716730A
Application number: CN201410015229.2A
Authority: CN
Inventors: 王成林
Original assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明公开一种具有指向性自动定位的扬声器系统，该扬声器系统包含：超指向性扬声器，设有旋转节点；旋转驱动，驱动旋转接点转动，带动超指向性扬声器指向特定方位向；发射源，放置于指定接收声音的移动物体上或固定区域内，发射无线信号；无线信号接收器，实时接无线信号转换为定位信号输出；处理器，其输入端电路连接无线信号接收器，接收定位信号并进行处理得发射源的方位信息，输出旋转角度指令至旋转驱动控制超指向性扬声器转向指定方位。本发明通过无线信号定位，旋转机构控制扬声器指向被定位目标，从而向特定目标发送声音，实现可以根据人的移动来自动旋转扬声器，已达到人在移动当中还能听到声音，且只有这个区域能听到声音。

Description

一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及一种扬声器及定位技术，具体涉及一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法。

背景技术

指向性扬声器是一种能够把声音信号进行定向发射的新型扬声器,具有以下几个突出优点：①超指向性。能够向指定方向以很窄的波束发射声音信号，位于波束内的人能够直接用耳朵接收到，在其它空间位置的人接收不到这种声音信号；②发射距离远。能够使发射出的声音信号传播较远的距离；③平板型结构, 体积小，重量轻。它是一种利用声波在空气中传播的非线性由不可听的超声产生可听声的参量阵装置，这种声源相比相同大小的传统扬声器，可以产生非常强的指向性、像聚光灯光束一样的宽带可听声束。

然而现在有技术可以做到扬声器具有指向性功能，但是扬声器不移动旋转的话可以听到声音的区域是固定死的。

发明内容

本发明提供一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法，具有自动定位，可以根据人的移动来自动旋转扬声器，实现人在移动当中还能听到声音，且只有这个区域能听到声音的效果。

为实现上述目的，本发明提供一种具有指向性自动定位的扬声器系统，其特点是，该扬声器系统包含：

超指向性扬声器，其设有旋转节点；

旋转驱动，其电路连接旋转节点，驱动旋转接点转动，从而带动超指向性扬声器指向特定方位向；

发射源，其放置于指定接收声音的移动物体上或固定区域内，实时发射无线信号；

无线信号接收器，其实时接收发射源发射的无线信号转换为定位信号输出；

处理器，其输入端电路连接无线信号接收器，接收定位信号并进行处理得发射源的方位信息，输出旋转角度指令至旋转驱动，以控制超指向性扬声器转向指定方位。

上述的旋转驱动包含垂直旋转驱动和水平旋转驱动；旋转节点包含有与垂直旋转驱动电路连接的垂直旋转节点，以及与水平旋转驱动电路连接的水平旋转节点。

上述的垂直旋转节点为垂直面360度旋转节点；水平旋转节点为水平面360度旋转节点。

上述的无线信号接收器与处理器之间电路连接有：

放大器，其输入端电路连接无线信号接收器，无线信号接收器将无线信号转化为模拟的定位信号经放大器放大后输出；

模数转换器，其输入端电路连接放大器，输出端电路连接处理器，模数转换器接收经放大的模拟的定位信号进行模数转换输出数字的定位信号至处理器。

上述的无线信号接收器包含有四个接收无线信号的信号接收机，该四个信号接收机设置的位置不共面。

每个上述信号接收机与处理器之间依次电路连接有一个放大器和一个模数转换器。

上述的旋转节点上设有角度刻度。

上述的扬声器系统还包含有中断源，其输出端分别电路连接所述的旋转驱动、无线信号接收器和处理器，提供时序波。

一种上述的具有指向性自动定位的扬声器系统的定位方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、启动发射源，开始发射无线信号；

步骤2、中断源产生矩形时序波输出至无线信号接收器，无线信号接收器的使能引脚连接矩形时序波，高电平有效，启动无线信号接收器，无线信号接收器接收无线信号产生模拟的定位信号；

步骤3、模拟的定位信号进过放大器放大，再进过模数转换器转换为数字的定位信号存储在寄存器；

步骤4、中断源发射矩形时序波至处理器，当矩形时序波为高电平时处理器读取寄存器的值；

步骤5、处理器通过数据处理将四个表示距离的数字的定位信号转换为两个旋转角度，存储在寄存器；

步骤6、旋转驱动的使能引脚连接时序波，高电平有效，读取寄存器的值，开始驱动旋转节点运作；

步骤7、超指向性扬声器由旋转节点带动指向发射源，及指向用户。

上述步骤2中，无线信号接收器都只接收功率最强的无线信号。

本发明一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法和现有技术的扬声器相比，其优点在于，本发明通过无线信号定位，并采用旋转机构控制扬声器指向被定位目标，从而向特定目标发送声音，实现可以根据人的移动来自动旋转扬声器，已达到人在移动当中还能听到声音，且只有这个区域能听到声音。

附图说明

图1为本发明一种具有指向性自动定位的扬声器系统的结构示意图；

图2为本发明一种具有指向性自动定位的扬声器系统的系统模块图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图1并结合2所示，本发明公开一种具有指向性自动定位的扬声器系统，该扬声器系统包含：超指向性扬声器1、旋转驱动2、发射源3、无线信号接收器4、处理器5。

超指向性扬声器1是可以进行360度立体旋转的，它是由处理器控制的。超指向性扬声器1设有旋转节点。

旋转驱动2电路连接旋转节点，用于驱动旋转接点转动，从而带动超指向性扬声器1指向特定方位向。

旋转驱动2包含垂直旋转驱动21和水平旋转驱动22。旋转节点包含有与垂直旋转驱动21电路连接的垂直旋转节点，以及与水平旋转驱动22电路连接的水平旋转节点。

垂直旋转节点为垂直面360度旋转节点；水平旋转节点为水平面360度旋转节点。这两个可旋转节点可以使指向性扬声器指向空间任何一个方向。每个旋转节点都有0~360度的刻度，旋转节点的旋转程度由处理器5决定，旋转程度度数衡量。

发射源3放置于指定接收声音的移动物体上或固定区域内，实时发射无线信号（电磁波或者声波），发射功率是固定的。发射源3可以由用户随身携带，使扬声器系统实时定位用户所在的位置，并向用户发送声音。

无线信号接收器4用于实时接收发射源3发射的无线信号转换为定位信号输出。无线信号接收器4包含有四个接收无线信号的信号接收机，该四个信号接收机设置的位置不共面，由于空间四个不共面的点能确定一个点，由此我们可以定位发射源。

处理器5输入端电路连接无线信号接收器4，接收定位信号并进行处理得发射源3的方位信息，输出旋转角度指令至旋转驱动2，以控制超指向性扬声器1转向指定方位。

无线信号接收器4与处理器5之间电路连接有：输入端电路连接无线信号接收器4的放大器6，输入端电路连接放大器6的模数转换器7，模数转换器7输出端电路连接处理器5。

放大器6用于将无线信号接收器4转化无线信号输出的模拟的定位信号经放大器放大后输出。

模数转换器7用于接收经放大的模拟的定位信号进行模数转换输出数字的定位信号至处理器5。

本实施例中，无线信号接收器4包含有四个信号接收机，每个信号接收机输出端与处理器5之间电路连接有一路放大器6和模数转换器7。

扬声器系统还包含有中断源8，其输出端分别电路连接旋转驱动2、无线信号接收器4和处理器5，提供时序波。中断源8设有中断开关9，由中断开关9控制中断源8的开闭。

处理器5与模数转换器7之间还电路连接有第一寄存器10，处理器5与旋转驱动2之间电路连接有第二寄存器11。无线信号接收器4输出的定位信号经由放大器6放大及模数转换器7模数转换后由第一寄存器10存储。处理器5输出的旋转角度指令则暂时存储于第二寄存器11。

如图2所示，一种具有指向性自动定位的扬声器系统的定位方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、启动发射源3，开始发射无线信号。

步骤2、中断源8产生矩形时序波输出至无线信号接收器4，无线信号接收器4的使能引脚连接矩形时序波，高电平有效，启动无线信号接收器4，无线信号接收器4接收无线信号产生模拟的定位信号。

步骤3、模拟的定位信号进过放大器6放大，再进过模数转换器7转换为数字的定位信号存储在第一寄存器10。

步骤4、中断源8发射矩形时序波至处理器5，当矩形时序波为高电平时处理器5读取第一寄存器10的值。

步骤5、处理器5通过数据处理将四个表示距离的数字的定位信号转换为两个旋转角度指令，存储在第二寄存器11.

步骤6、旋转驱动2的使能引脚连接时序波，高电平有效，读取第二寄存器11的值，开始驱动旋转节点运作。

步骤7、超指向性扬声器1由旋转节点带动指向发射源3，及指向用户。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，该扬声器系统包含：

超指向性扬声器（1），其设有旋转节点；

旋转驱动（2），其电路连接所述的旋转节点，驱动旋转接点转动，从而带动超指向性扬声器（1）指向特定方位向；

发射源（3），其放置于指定接收声音的移动物体上或固定区域内，实时发射无线信号；

无线信号接收器（4），其实时接收所述发射源（3）发射的无线信号转换为定位信号输出；

处理器（5），其输入端电路连接所述的无线信号接收器（4），接收定位信号并进行处理得发射源（3）的方位信息，输出旋转角度指令至所述的旋转驱动（2），以控制超指向性扬声器（1）转向指定方位。

2.如权利要求1所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的旋转驱动（2）包含垂直旋转驱动（21）和水平旋转驱动（22）；所述旋转节点包含有与垂直旋转驱动（21）电路连接的垂直旋转节点，以及与所述水平旋转驱动（22）电路连接的水平旋转节点。

3.如权利要求2所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的垂直旋转节点为垂直面360度旋转节点；水平旋转节点为水平面360度旋转节点。

4.如权利要求1所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的无线信号接收器（4）与处理器（5）之间电路连接有：

放大器（6），其输入端电路连接所述的无线信号接收器（4），无线信号接收器（4）将无线信号转化为模拟的定位信号经放大器放大后输出；

模数转换器（7），其输入端电路连接放大器（6），输出端电路连接处理器（5），模数转换器（7）接收经放大的模拟的定位信号进行模数转换输出数字的定位信号至处理器（5）。

5.如权利要求1或4所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的无线信号接收器（4）包含有四个接收无线信号的信号接收机，该四个信号接收机设置的位置不共面。

6.如权利要求5所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，每个所述信号接收机与处理器（5）之间依次电路连接有一个放大器（6）和一个模数转换器（7）。

7.如权利要求1或2或3所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的旋转节点上设有角度刻度。

8.如权利要求1所述的具有指向性自动定位的扬声器系统，其特征在于，所述的扬声器系统还包含有中断源，其输出端分别电路连接所述的旋转驱动（2）、无线信号接收器（4）和处理器（5），提供时序波。

9.一种如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的具有指向性自动定位的扬声器系统的定位方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、启动发射源（3），开始发射固定功率的无线信号；

步骤2、中断源产生矩形时序波输出至无线信号接收器（4），无线信号接收器（4）的使能引脚连接矩形时序波，高电平有效，启动无线信号接收器（4），无线信号接收器（4）接收无线信号产生模拟的定位信号；

步骤4、中断源发射矩形时序波至处理器（5），当矩形时序波为高电平时处理器（5）读取寄存器的值；

步骤5、处理器（5）通过数据处理将四个表示距离的数字的定位信号转换为两个旋转角度，存储在寄存器；

步骤6、旋转驱动（2）的使能引脚连接时序波，高电平有效，读取寄存器的值，开始驱动旋转节点运作；

步骤7、超指向性扬声器（1）由旋转节点带动指向发射源（3），及指向用户。

10.如权利要求9所述的具有指向性自动定位的扬声器系统的定位方法，其特征在于，所述步骤2中，无线信号接收器（4）都只接收功率最强的无线信号。