CN104122557A - 一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备 - Google Patents

一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备。所述手机具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元，所述方法包括：利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。采用本发明的方法或电子设备，能够利用手机的音频播放单元实现更多的功能。

Description

一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备
技术领域
本发明涉及检测控制领域，特别是涉及一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备。
背景技术
时下的手机，功能日趋复杂。具有音频播放功能是各种手机的共同特征之一。
现有技术中的手机的音频播放功能，主要用于播放人类可以感知到的声音。人类能够感受到的声音的频率范围大约为20赫兹到20000赫兹。因此，现有技术中，手机的音频播放单元的发声频率也在20赫兹到20000赫兹之间。
但是，由于现有技术中，手机的音频播放单元的发声频率局限于人类可以感知到频率范围内，所以，无法利用手机的音频播放单元实现更多的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用手机进行超声波检测的方法及电子设备，能够利用手机的音频播放单元实现更多的功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种利用手机进行超声波检测的方法，所述手机具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元，所述方法包括：
利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
可选的，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率，包括：
根据所述振幅，确定第一幅值；
根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
可选的，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率，包括：
根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
可选的，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象与所述手机之间的距离，包括：
根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
可选的，所述振动单元的材料为高频压电陶瓷材料。
一种电子设备，所述电子设备具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元，所述电子设备包括：
超声波发射单元，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
分析单元，用于分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
检测单元，用于基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
可选的，所述分析单元，包括：
第一振幅分析子单元，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述检测单元，包括：
第一幅值确定子单元，用于根据所述振幅，确定第一幅值；
第一振动频率获取子单元，用于根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
可选的，所述分析单元，包括：
第二振幅分析子单元，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述检测单元，包括：
第二幅值确定子单元，用于根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
第二振动频率获取子单元，用于根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
可选的，所述分析单元，包括：
反射时间计算子单元，用于计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
所述检测单元，包括：
距离计算子单元，用于根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
可选的，所述振动单元的材料为高频压电陶瓷材料。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明的利用手机进行超声波检测的方法及电子设备，通过利用手机上的振动单元向待检测对象发射超声波；利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；分析所述反射回的所述超声波的物理参数，基于分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离，能够利用手机的音频播放单元实现更多的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例1的流程图；
图2为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例2的流程图；
图3为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例3的流程图；
图4为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例4的流程图；
图5为本发明的电子设备实施例1的结构图；
图6为本发明的电子设备实施例2的结构图；
图7为本发明的电子设备实施例3的结构图；
图8为本发明的电子设备实施例4的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明公开了一种利用手机进行超声波检测的方法。所述手机可以是智能手机。所述手机具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元。所述音频采集单元可以是麦克风等装置。所述音频播放单元可以是喇叭等装置。需要说明的是，本发明中的音频播放单元，具有发射超声波的功能。
图1为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例1的流程图。如图1所示，所述方法可以包括：
步骤101：利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波是频率高于20000赫兹的声波。因此，所述震动单元的振动频率可以大于20000赫兹。所述待检测对象可以是不易直接检测振动的物体，例如婴儿的心跳。
步骤102：利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
超声波在传播过程中，遇到物体会被反射。利用所述音频采集单元可以采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波。
步骤103：分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
所述物理参数可以是反射回的所述超声波的振幅，也可以是发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间。
步骤104：基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
当分析得到的所述反射回的所述超声波的物理参数为反射回的所述超声波的振幅时，可以基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率。
因为，当待检测对象发生振动时，待检测对象的密度会发生变化。当待检测对象的密度变大时，反射回的所述超声波的振幅较大；当待检测对象的密度变小时，反射回的所述超声波的振幅较小。因此，可以根据所述反射回的所述超声波的振幅，分析得到所述待检测对象的振动频率。
当分析得到的所述反射回的所述超声波的物理参数为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间时，可以基于所述分析结果得到所述待检测对象与所述手机之间的距离。因为超声波在空气中传播的速度比较稳定，空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340米/秒。所以，大部分情况下可以认为超声波的传播速度为340米/秒。根据超声波的传播速度，以及发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间，可以得到所述待检测对象与所述手机之间的距离。
综上所述，本实施例中，通过利用手机上的振动单元向待检测对象发射超声波；利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；分析所述反射回的所述超声波的物理参数，基于分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离，能够利用手机的音频播放单元实现更多的功能。
图2为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例2的流程图。如图2所示，所述方法可以包括：
步骤201：利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
步骤202：利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
步骤203：分析所述反射回的所述超声波的振幅；
步骤204：根据所述振幅，确定第一幅值；
所述超声波的振幅与待检测对象的密度有关，而待检测对象的密度又与待检测对象自身的振动频率有关。在一个振动周期内，所述超声波的振幅具有最大振幅和最小振幅。所述第一幅值，就可以是介于所述最大振幅与最小振幅之间的幅值。
步骤205：根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
通常，一个振动周期内，所述第一幅值可以出现两次。因此，可以将第一幅值出现的频率除以2，得到所述待检测对象的振动频率。
图3为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例3的流程图。如图3所示，所述方法可以包括：
步骤301：利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
步骤302：利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
步骤303：分析所述反射回的所述超声波的振幅；
步骤304：根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
步骤305：根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
需要说明的是，本实施例中，所述待检测对象的附近存在干扰源。例如，采用本实施例的方法，可以测量胎儿的心跳频率。利用超声波测量胎儿心跳频率的原理主要是，心跳会带来血液密度的变化，当血液的密度发生变化时，血液反射的超声波的振幅也不相同。因此，可以根据超声波振幅的变化，测量胎儿的心跳频率。
但是，由于胎儿存在于孕妇的腹中，超声波被胎儿的血液反射之前，必然首先被孕妇腹部的血液反射。胎儿血液密度的变化与胎儿的心跳有关，孕妇腹部的血液变化与孕妇的心跳有关。当待检测对象为胎儿的心跳时，孕妇腹部的血液形成的反射后的超声波，就会对检测结果造成干扰。此时，孕妇的心跳即为本实施例中的干扰源。
步骤304中，由于干扰源的振动频率与待检测对象的振动频率不同，所以，可以根据干扰源的振动频率的大致范围，确定第三幅值；根据待检测对象的振动频率的大致范围，确定第二幅值。由于第三幅值与干扰源的振动频率相对应，所以可以根据第三幅值得到所述干扰源的振动频率，然后将干扰源的振动频率过滤掉，就可以得到所述待检测对象的振动频率。
当然，也可以直接根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。具体的，可以用所述第二幅值出现的频率除以2，得到所述待检测对象的振动频率。
图4为本发明的利用手机进行超声波检测的方法实施例4的流程图。如图4所示，所述方法可以包括：
步骤401：利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
步骤402：利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
步骤403：计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
步骤404：根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340米/秒。因此，大多数情况下可以将340米/秒作为超声波的传播速度。用超声波的传播速度乘以所述反射时间，再除以二，可以得到所述待检测对象与所述手机之间的大致距离。
本发明还公开了一种电子设备。所述电子设备具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元。所述电子设备可以是手机。
图5为本发明的电子设备实施例1的结构图。如图5所示，所述电子设备可以包括：
超声波发射单元501，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元502，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
分析单元503，用于分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
检测单元504，用于基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
综上所述，本实施例中，通过利用手机上的振动单元向待检测对象发射超声波；利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；分析所述反射回的所述超声波的物理参数，基于分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离，能够利用手机的音频播放单元实现更多的功能。
图6为本发明的电子设备实施例2的结构图。如图6所示，所述电子设备可以包括：
超声波发射单元501，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元502，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
第一振幅分析子单元601，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
第一幅值确定子单元602，用于根据所述振幅，确定第一幅值；
第一振动频率获取子单元603，用于根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
图7为本发明的电子设备实施例3的结构图。如图7所示，所述电子设备可以包括：
超声波发射单元501，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元502，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
第二振幅分析子单元701，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
第二幅值确定子单元702，用于根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
第二振动频率获取子单元703，用于根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
图8为本发明的电子设备实施例4的结构图。如图8所示，所述电子设备可以包括：
超声波发射单元501，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元502，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
反射时间计算子单元801，用于计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
距离计算子单元802，用于根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
需要说明的是，本发明的电子设备的各个实施例中，所述振动单元的材料可以为高频压电陶瓷材料。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的电子设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种利用手机进行超声波检测的方法，所述手机具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元，其特征在于，所述方法包括：
利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率，包括：
根据所述振幅，确定第一幅值；
根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率，包括：
根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析所述反射回的所述超声波的物理参数，包括：
计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
所述基于所述分析结果得到所述待检测对象与所述手机之间的距离，包括：
根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述振动单元的材料为高频压电陶瓷材料。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有音频采集单元和音频播放单元，所述音频播放单元至少包括振动单元，所述电子设备包括：
超声波发射单元，用于利用所述振动单元的振动使得所述音频播放单元向待检测对象发射超声波；
超声波采集单元，用于利用所述音频采集单元采集经由所述待检测对象反射回的所述超声波；
分析单元，用于分析所述反射回的所述超声波的物理参数，得到一分析结果；
检测单元，用于基于所述分析结果得到所述待检测对象的振动频率或者所述待检测对象与所述手机之间的距离。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述分析单元，包括：
第一振幅分析子单元，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述检测单元，包括：
第一幅值确定子单元，用于根据所述振幅，确定第一幅值；
第一振动频率获取子单元，用于根据所述第一幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述分析单元，包括：
第二振幅分析子单元，用于分析所述反射回的所述超声波的振幅；
所述检测单元，包括：
第二幅值确定子单元，用于根据所述振幅，确定第二幅值和第三幅值；所述第二幅值出现的频率与所述待检测对象的振动频率相对应，所述第三幅值与干扰源的振动频率相对应；
第二振动频率获取子单元，用于根据所述第二幅值出现的频率，得到所述待检测对象的振动频率。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述分析单元，包括：
反射时间计算子单元，用于计算反射时间，所述反射时间为发射所述超声波至接收到所述反射回的所述超声波所经历的时间；
所述检测单元，包括：
距离计算子单元，用于根据所述反射时间与所示超声波的传播速度，计算所述待检测对象与所述手机之间的距离。
10.根据权利要求6-9任一项所述的电子设备，其特征在于，所述振动单元的材料为高频压电陶瓷材料。
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