CN104536002B - 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置 - Google Patents

一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104536002B
CN104536002B CN201410767198.6A CN201410767198A CN104536002B CN 104536002 B CN104536002 B CN 104536002B CN 201410767198 A CN201410767198 A CN 201410767198A CN 104536002 B CN104536002 B CN 104536002B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
audio
signal
distance
button
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410767198.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104536002A (zh
Inventor
王长清
朱进进
张素娟
吴雪冰
袁秋林
曹渊
李思嘉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Normal University
Original Assignee
Henan Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Normal University filed Critical Henan Normal University
Priority to CN201410767198.6A priority Critical patent/CN104536002B/zh
Publication of CN104536002A publication Critical patent/CN104536002A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104536002B publication Critical patent/CN104536002B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块。本发明能够实现目标探测和声音的定向传播一体化并且有效检测距离和传播的音量可控而对其它区域不产生噪声干扰，该装置也降低了人们的经济成本以及给人们的使用带来了便利。

Description

一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置
技术领域
本发明属于超声波的检测及高指向性技术领域，具体涉及一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置。
背景技术
近年来，汽车和展馆中使用的喇叭装置造成的噪声干扰现象已日趋严重，首先，随着汽车时代的到来，汽车使用喇叭装置鸣笛，这种喇叭声音传播是发散式的，不具有定向性，且这种装置不具有探测行人进而对该行人方向定向发声的一体化功能，其次，展馆使用的喇叭装置不能在小范围内自动地针对特定人群作解说工作而不对其它区域造成噪声干扰。目前，怎样真正意义上实现具有目标探测功能的声音定向传播一体化的装置已成为待要解决的难题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，该一体化装置能够实现目标探测和定向发声的一体化功能，无需分别使用超声波探测器和定向喇叭两种独立的器件，一方面分时控制超声波的发射和中断，另一方面由超声波的测距原理和高指向性的特点分别实现超声波对障碍物的检测和对声音的定向传输一体化功能且该装置的超声波检测距离和传输声音音量可控。
本发明的技术方案为：一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，其特征在于包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口、显示器、USB接口、开关按钮、音量旋转按键、检测距离旋转按键、音频切换按键、外置音频输入接口、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40KHZ的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器上，信号发生模块用于产生40KHZ的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮用于控制装置的工作模式，音量旋转按键用于调节音量大小，音频切换按键用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口用于连接麦克风或其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40KHZ的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器相连，超声波换能器用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。
本发明的工作原理和过程为：该具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置采用分时控制法，即控制超声波的发射和中断，根据该装置被应用的场合分别适当调整超声波检测距离旋转按键和音量旋转按键以调整超声波有效检测距离和传输声音音量大小，其中音频信号可存储到存储卡上插入存储插口中，也可把麦克风插入输入外置音频接口从而人为地提供音频信号，轻按开关按钮，由控制处理模块先控制信号发生模块产生40KHZ的正弦波再中断正弦波的产生，产生的40KHZ正弦波经发射驱动放大电路产生驱动信号，从而驱动超声波换能器发射超声波，超声波遇到某一方向的障碍物时，经障碍物反射，由超声波换能器接收并进行相应的处理产生电信号，此电信号再经接收驱动放大电路产生驱动信号后由超声波检测模块检测，若检测的信号是由障碍物反射的信号则发送至控制处理模块，控制处理模块根据其内部的定时器产生的时间差和超声波的传播速度计算出与障碍物的距离并进行判断，若此距离在限制距离以外，则不做任何处理，当距离在限制距离以内，则控制信号发生模块产生40KHZ的正弦波并把音频信号调制到40KHZ正弦波上，该已调信号经发射驱动放大电路产生驱动信号，此驱动信号经超声波换能器发射出去，由于空气的非线性作用自解调出人耳可听声音，由于超声波的高指向性，因此，可听声波也具有方向性，实现声波的定向传播，当该装置被应用到展馆或汽车上时，开启该装置，根据区域大小调整探测距离和音量，其中超声波一直处于检测状态，当检测到行人则对该行人方向定向播放语音内容或定向发声，轻按音频切换按键可定向播放不同的语音内容，而对其它区域不产生噪声干扰，其中音频信号可存储到芯片上插入存储卡口，也可使用麦克风现场作解说以提供音频信号。
本发明具有以下有益效果：能够实现目标探测和声音的定向传播一体化并且有效检测距离和传播的音量可控而对其它区域不产生噪声干扰，该装置也降低了人们的经济成本以及给人们的使用带来了便利。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的工作流程图，图3是本发明的线路模块连接图。
图示说明：1、装置外壳，2、超声波换能器，3、显示器，4、开关按钮，5、检测距离旋转按键，6、音量旋转按键，7、音频切换按键，8、USB接口，9、存储卡插口，10、外置音频输入接口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，包括装置壳体1、设置于装置壳体1前侧的超声波换能器2、设置于装置壳体1后侧的USB接口8、存储卡插口9、开关按钮4和外置音频输入接口10、设置于装置壳体1上侧的显示器3、检测距离旋转按键5、音量旋转按键6和音频切换按键7及设置于装置壳体1内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口9、显示器3、USB接口8、开关按钮4、音量旋转按键6、检测距离旋转按键5、音频切换按键7、外置音频输入接口10、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40KHZ的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器3上，信号发生模块用于产生40KHZ的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口8用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器3用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮4用于控制装置的工作模式，音量旋转按键6用于调节音量大小，音频切换按键7用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键5用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口10用于连接麦克风或者其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40KHZ的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器2，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器2相连，超声波换能器2用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器2相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (1)

1.一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置，其特征在于包括装置壳体、设置于装置壳体前侧的超声波换能器、设置于装置壳体后侧的USB接口、存储卡插口、开关按钮和外置音频输入接口、设置于装置壳体上侧的显示器、检测距离旋转按键、音量旋转按键和音频切换按键及设置于装置壳体内部的超声波探测定向发声一体化模块，该超声波探测定向发声一体化模块包括控制处理模块、信号发生模块、超声波检测模块、发射驱动放大电路、接收驱动放大电路、音频模块、调制模块、温度补偿模块和电源模块，其中控制处理模块通过线路分别与存储卡插口、显示器、USB接口、开关按钮、音量旋转按键、检测距离旋转按键、音频切换按键、外置音频输入接口、音频模块、信号发生模块、超声波检测模块、电源模块和温度补偿模块相连，控制处理模块用于分时控制超声波的发射和中断以及控制信号发生模块产生40KHZ的正弦波、计算与障碍物的距离并进行判断和控制装置的工作状态和超声波检测距离并把检测的距离显示在显示器上，信号发生模块用于产生40KHZ的正弦波信号，超声波检测模块用于对接收到的信号和发射的信号进行比较并把比较的信号发送至控制处理模块，温度补偿模块通过温度补偿算法实时修正环境温度变化所造成的声速变化对测量结果的影响以提高测量精度，音频模块用于存放已录制的音频信号，USB接口用于与外部交换资料，电源模块用于将其它电源转换为各模块的稳定电源以保障模块正常工作，显示器用于显示装置与障碍物的距离，开关按钮用于控制装置的工作模式，音量旋转按键用于调节音量大小，音频切换按键用于播报不同的语音内容，检测距离旋转按键用于调节超声波的功率进而调节超声波有效探测距离，外置音频输入接口用于连接麦克风或其它的音频输入设备，调制模块通过线路分别与信号发生模块、发射驱动放大电路和音频模块相连，调制模块用于把音频信号调制为40KHZ的正弦波，发射驱动放大电路用于发射和放大信号以及驱动超声波换能器，发射驱动放大电路通过线路与超声波换能器相连，超声波换能器用于发射和接收超声波，接收驱动放大电路通过线路分别与超声波检测模块和超声波换能器相连，接收驱动放大电路用于放大和接收信号以及驱动超声波检测模块。
CN201410767198.6A 2014-12-15 2014-12-15 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置 Expired - Fee Related CN104536002B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410767198.6A CN104536002B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410767198.6A CN104536002B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104536002A CN104536002A (zh) 2015-04-22
CN104536002B true CN104536002B (zh) 2017-02-22

Family

ID=52851564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410767198.6A Expired - Fee Related CN104536002B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104536002B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105101004B (zh) * 2015-08-19 2018-08-10 联想(北京)有限公司 电子设备和定向传输音频的方法
CN105592394A (zh) * 2016-03-04 2016-05-18 南京迈宸科技有限公司 一种高灵敏拾音及定向扩音装置及其方法
CN109720952A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 上海三菱电梯有限公司 目的楼层登记装置及电梯运行系统
CN108284856A (zh) * 2018-01-18 2018-07-17 湖南华宏铁路高新科技开发有限公司 一种列车用距离监测装置
CN108429943A (zh) * 2018-03-05 2018-08-21 广东小天才科技有限公司 麦克风的音量调整方法、装置、麦克风及存储介质
CN108600875A (zh) * 2018-04-18 2018-09-28 深圳市睿冠科技有限公司 一种集成测距功能的扬声器
CN111477131A (zh) * 2020-05-22 2020-07-31 上海海事大学 一种智能展馆语音播报器及其播报方法
CN113030848A (zh) * 2021-03-19 2021-06-25 星阅科技(深圳)有限公司 一种辨别声音是否为定向声源的装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2688005Y (zh) * 2003-08-19 2005-03-23 中国电子科技集团公司第三研究所 一种声音定向传播装置
US20110096941A1 (en) * 2009-10-28 2011-04-28 Alcatel-Lucent Usa, Incorporated Self-steering directional loudspeakers and a method of operation thereof
KR101281571B1 (ko) * 2012-01-06 2013-07-03 국방과학연구소 2차원 파라미터 제어를 이용한 운용자 조작식 표적기동분석 방법
CN202486309U (zh) * 2012-02-23 2012-10-10 江苏三通仪器系统有限公司 一种综合测距定位信号传感器
CN204287481U (zh) * 2014-12-15 2015-04-22 河南师范大学 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104536002A (zh) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104536002B (zh) 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置
WO2008143904A3 (en) Breast scanning system
CN104683907B (zh) 一种定向传输装置
WO2014178970A3 (en) Electronic device with acoustic transmit power control system
CN111917489B (zh) 音频信号处理方法、装置和电子设备
WO2008146206A3 (en) Wireless ultrasound probe asset tracking
CN101642405A (zh) 一种超声导盲方法及其便携式超声导盲装置
US11128945B2 (en) Loudspeaker and method for improving directivity, head-mounted device and method
WO2021227570A1 (zh) 一种智能音箱、控制智能音箱的方法和系统
US2496639A (en) Aid for the blind
CN112104929A (zh) 一种智能设备、控制智能音箱的方法和系统
JP2015200563A (ja) 物体検知装置
US20190353781A1 (en) System of Tracking Acoustic Signal Receivers
CN105828225B (zh) 调节传声器输出功率及增益之电子装置
JPS62240033A (ja) 反射を生起する人体内の境界層の位置決定のための方位測定システム
CN204287481U (zh) 一种具有目标探测功能的声音定向传播一体化装置
US3887896A (en) Active sonar image perception
CN103716730A (zh) 一种具有指向性自动定位的扬声器系统及其定位方法
WO2019220344A3 (en) Ophthalmic lens communication to device
CN201814797U (zh) 导盲器
CN113163293A (zh) 基于无线智能耳机的环境声音拟真系统及方法
CN202526511U (zh) 一种新型导盲传感器
KR101450095B1 (ko) 실시간 위치 추적 초음파 장치를 이용한 자동 음량 조절 시스템
CN201251626Y (zh) 一种移动终端及导航装置
CN104459706A (zh) 回声测深仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170222

Termination date: 20191215

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee