CN104731325B - 基于智能眼镜的相对方向确定方法、装置及智能眼镜 - Google Patents
基于智能眼镜的相对方向确定方法、装置及智能眼镜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于智能眼镜的相对方向确定方法、装置及智能眼镜。所述方法包括：智能眼镜向周围环境发送定位请求信号；智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数；智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息。本发明解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
Description
技术领域
本发明实施例涉及定位技术及可穿戴设备技术，尤其涉及一种基于智能眼镜的相对方向确定方法、装置及智能眼镜。
背景技术
随着可穿戴设备技术的迅速发展，可穿戴设备具有了越来越多的功能。典型的，谷歌眼镜和Vuzix眼镜等智能眼镜具有计算、通信和显示的功能。此外，目前很多的智能眼镜还集成了各种类型的传感器，例如陀螺仪，加速度计和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等，从而能够支持越来越丰富的应用。现有的大多数智能眼镜技术着力于智能眼镜的人机交互模式，例如语音控制、头部姿势控制等。其应用也多集中于照片、视频拍摄，社交状态更新和导航等传统智能设备功能。少数智能眼镜引入了增强现实的应用，然而智能眼镜应用仍然处于发展初期，尚缺乏创新性的、适用于眼镜的应用。
但是，技术的进步也使得人们对于智能眼镜的要求变得更高，传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基于智能眼镜的相对方向确定方法、装置及智能眼镜，以增强现有智能眼镜所能提供的功能，满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求。
在第一方面，本发明实施例提供了一种基于智能眼镜的相对方向确定方法，包括：
智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；
所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；
所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；
所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
在第二方面，本发明实施例还提供了一种基于智能眼镜的相对方向确定方法，包括：
待定位设备获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；
所述待定位设备根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；
所述待定位设备接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；
所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；
所述待定位设备向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向。
在第三方面，本发明实施例还提供了一种智能眼镜，包括：
陀螺仪、双声道立体扬声器、处理器以及信号收发装置，所述处理器分别与所述陀螺仪、所述双声道立体扬声器以及所述信号收发装置相连接；所述双声道立体扬声器的左右声道位于所述智能眼镜的左右两端且喇叭朝向所述智能眼镜的正前方；所述陀螺仪位于所述智能眼镜的中间位置，且所述陀螺仪的X轴方向与所述双声道立体扬声器的左右声道的连线方向一致，所述陀螺仪的Z轴朝向所述智能眼镜的正前方；其中，
所述处理器用于：通过所述信号收发装置向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；通过所述双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录所述陀螺仪的角运动读数；经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并通过所述信号收发装置向周围环境发送记录的角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；通过所述信号收发装置接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
在第四方面，本发明实施例还提供一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于智能眼镜中，包括：
定位请求信号发送单元，用于向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；
信号发送和读数记录单元，用于通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；
读数发送单元，用于经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；
定位信息接收单元，用于接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
在第五方面，本发明实施例还提供了一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于待定位设备中，包括：
定位请求信号获取单元，用于获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；
声音信号采集单元，用于根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；
角运动读数接收单元，用于接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；
相对方向计算单元，用于根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；
定位信息发送单元，用于向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向
本发明实施例通过智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
附图说明
图1是本发明第一实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定方法流程图；
图2是本发明第二实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定方法流程图；
图3是本发明第二实施例的一种计算待定位设备相对智能眼镜的方向的方法流程图；
图4是本发明第二实施例的一种待定位设备相对智能眼镜的方向计算公式的确定场景示意图；
图5是本发明第二实施例的另一种待定位设备相对智能眼镜的方向计算公式的确定场景示意图；
图6是本发明第三实施例的一种智能眼镜的结构示意图；
图7是本发明第四实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定装置结构图；
图8是本发明第五实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
第一实施例
图1是本发明第一实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定方法的流程图，本实施例的方法可以由基于智能眼镜的相对方向确定装置来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，一般可集成智能眼镜中。如图1所示，本实施例的方法具体包括如下操作：
110、智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号。
在本实施例中，智能眼镜可以以广播的形式向周围环境发送定位请求信号，以实现当周围环境中存在的待定位设备收到该定位请求信号后，该待定位设备开始采集周围环境的声音信号。
其中，定位请求信号的格式和内容可以根据实际情况进行预设，本实施例对此并不进行限制。
120、所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数。
在本实施例中，当智能眼镜向周围环境发送定位请求信号后，智能眼镜会通过位于其上的双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率(例如，fl)和第二频率(例如，fr)的声音信号。
在本实施例的一个优选的实施方式中，fl和fr均在高于普通人听力范围的频段(大于18000Hz)内选取，优选的，fl和fr分别设置为19000Hz和19500Hz。
在本实施例的另一个优选的实施方式中，所述智能眼镜的佩戴者(或者说穿戴用户)在智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号的同时，面向其想要连接的待定位设备做轻微的头部运动，如轻微点头或者摇头等。
这样设置的原因是：由于头部运动使扬声器发生相应的运动，从而引起了声波的普勒效应，待定位设备接收到的左右声道发送的声音信号可以分别表示为：
在本实施例中，智能眼镜在通过双声道立体扬声器发送声音信号的同时，还要实时记录陀螺仪的至少一个角运动读数。
130、所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数。
在本实施例的一个优选的实施方式中，所述设定时间间隔优选大于1秒。
140、所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接。
在本实施例中，所述智能眼镜接收的所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址(典型的，IP(Internet Protocol，网际协议)地址)，以及所述待定位设备相对自身的方向(即所述待定位设备相对智能眼镜的方向)。
在本实施例的一个优选的实施方式中，智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接包括：
智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，获取所述定位信息中的所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向；
智能眼镜通过眼球运动捕捉摄像头获取穿戴用户眼球注视的相对方向；
如果所述智能眼镜确定所述穿戴用户眼球注视的相对方向与所述待定位设备相对自身的方向相匹配，根据所述待定位设备的网络地址与所述待定位设备建立通信连接。
这样设置的好处是：通过在智能眼镜中配备眼球运动捕捉摄像头，当穿戴用户注视某个待定位设备时，如果智能眼镜用户的视线方向和该待定位设备方向相匹配，则可确定用户当前注视着该待定位设备，进而智能眼镜可以协助穿戴用户与所注视的待定位设备建立连接。举例而言，当穿戴用户在游览博物馆等地时，可以通过一个简单点头的姿势(或者看向目标展品)，便获取到目标展品的详细信息；当穿戴用户在逛商场时，可以方便地获得感兴趣的商品的介绍和折扣信息；或者穿戴用户可以进行大量新的互动游戏等。
本发明实施例通过智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
第二实施例
图2是本发明第二实施例的一种基于智能眼镜的相对方向确定方法的流程图。本实施例的方法可以由基于智能眼镜的相对方向确定装置来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，一般可集成待定位设备中，其中，所述待定位设备可以为智能眼镜或者其他类型的智能设备，对此并不进行限制。如图2所示，本实施例的方法具体包括如下操作：
210、待定位设备获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号。
220、所述待定位设备根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号。
230、所述待定位设备接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号。
240、所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向。
如图3所示，在本实施例中的一个优选的实施方式中，所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向可以包括下述子操作：
2401、所述待定位设备对采集的声音信号进行数据处理后，生成与所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送的声音信号分别对应的两个正弦波信号rl(t)和rr(t)：
其中，fl为第一频率；φl(t)为与rl(t)对应的相对相移；fr为第二频率；φr(t)为与rr(t)对应的相对相移。
在本优选实施方式中，待定位设备对采集的声音信号进行数据处理可以包括：
待定位设备首先对采集到的声音信号进行去噪处理，典型的，待定位设备对采集到的声音信号分别使用中心频率为fl和中心频率为fr的带通滤波器滤去噪音；然后，待定位设备对经过滤波得到的两路信号采用AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)调整波形。使得调整后的两个正弦波信号的波形变化幅值近似为常数1。
2402、所述待定位设备根据所述rl(t)和rr(t)，计算所述φl(t)和所述φr(t)的值。
在本优选实施方式中，待定位设备采用PLL(Phase Locked Loop，锁相环)技术根据公式来计算实时的相位φl(t)和φr(t)。
其中，为了得到精准的相位值，在使用PLL进行计算的过程中，需要实时更新φl(t)和φr(t)的计算值。
2403、所述待定位设备选取设定的两个时间点t和t’，并根据t和t’计算自身与所述智能眼镜的双声道立体扬声器的左右声道之间的距离dl和dr，其中：
且va为声音在空气中的速度，即340m/s；
在本优选实施方式中，将智能眼镜上的左右扬声器分别表示为Sl和Sr，待定位设备表示为R，R到左右扬声器的距离分别可表示为ll和lr。随着智能眼镜穿戴用户头部的运动，距离ll和lr也随之变化。因此，在设定的两个时间点t到t’之间，两个扬声器相对待定位设备的位移变化量dl＝ll–l’l和dr＝lr–l’r也会随之变化，则相对位移可以表达为两个时刻相位变化的函数：
2404、所述待定位设备根据dl、dr以及所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向α。
在本实施例中，待定位设备结合自身计算得到的实时相对位移公式和接收到的对应时刻智能眼镜的两个扬声器连线的方向(即陀螺仪X轴的方向)，可以计算得到待定位设备相对于智能眼镜的方向。令智能眼镜两个扬声器之间的距离为S为线段SlSr的中点，α是待定位设备相对智能眼镜的方向。为保证α的计算精度，实时相对位移以及陀螺仪的采样间隔应该足够小，优选的，小于等于0.01秒。α的计算分以下两种情况：
情况1：两个扬声器在三维空间中围绕S点旋转，如图4所示。在该情况下，使用其中一个扬声器(比如Sr)的相对位移，通过如下公式计算α。
其中α’和α的差值可以直接通过陀螺仪的角运动读数得到。基于一系列位移dr和对应的角运动读数，采用最大似然估计的方法可以计算出α的值；
情况2：两个扬声器在三维空间中围绕任意一点旋转，如图5所示。在该情况下通过如下公式计算α。
同样，其中α’和α的差值可以直接通过陀螺仪的角运动读数得到。基于一系列位移dl，dr和对应的角运动读数，采用最大似然估计的方法可以计算出α的值。
250、所述待定位设备向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接。
在本实施例中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向。
本发明实施例通过待定位设备获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；所述待定位设备根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；所述待定位设备接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；所述待定位设备向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
第三实施例
本发明第三实施例提供了一种智能眼镜的结构。所述智能眼镜包括：陀螺仪、双声道立体扬声器、处理器以及信号收发装置，所述处理器分别与所述陀螺仪、所述双声道立体扬声器以及所述信号收发装置相连接；所述双声道立体扬声器的左右声道位于所述智能眼镜的左右两端且喇叭朝向所述智能眼镜的正前方；所述陀螺仪位于所述智能眼镜的中间位置，且所述陀螺仪的X轴方向与所述双声道立体扬声器的左右声道的连线方向一致，所述陀螺仪的Z轴朝向所述智能眼镜的正前方，其中，
所述处理器用于：通过所述信号收发装置向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；通过所述双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录所述陀螺仪的角运动读数；经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并通过所述信号收发装置向周围环境发送记录的角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；通过所述信号收发装置接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
进一步的，所述智能眼镜还包括：麦克风，所述麦克风与所述处理器相连接，且位于所述陀螺仪的正上方；其中，
所述处理器还用于：通过所述信号收发装置获取第二智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；根据所述定位请求信号，开启所述麦克风开始采集声音信号，以获取所述第二智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送的第一频率和第二频率的声音信号；通过所述信号收发装置接收所述第二智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述第二智能眼镜的方向；通过所述信号收发装置向所述第二智能眼镜发送定位信息，以实现与所述第二智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述第二智能眼镜的方向。
进一步的，所述智能眼镜还包括：眼球运动捕捉摄像头，所述眼球运动捕捉摄像头与所述处理器相连接；其中
所述处理器还用于：接收待定位设备发送的定位信息，获取所述定位信息中的所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向；通过所述眼球运动捕捉摄像头获取穿戴用户眼球注视的相对方向；如果确定所述穿戴用户眼球注视的相对方向与所述待定位设备相对自身的方向相匹配，根据所述待定位设备的网络地址与所述待定位设备建立通信连接。
在图6中示出了一种智能眼镜的结构示意图。如图6所示，所述智能眼镜包括：
陀螺仪61、双声道立体扬声器的右扬声器62、双声道立体扬声器的左扬声器63、处理器(图中未示出)、信号收发装置(图中未示出)、麦克风64以及眼球运动捕捉摄像头65。
其中，麦克风64的最高采样频率大于等于20000Hz，双声道立体声扬声器的频率大于等于20000Hz；
双声道立体扬声器的右扬声器62和双声道立体扬声器的左扬声器63位于智能眼镜的左右两端，喇叭朝向正前方，且右扬声器62和左扬声器63应保持固定距离，优选距离大于10cm；
陀螺仪61位于智能眼镜正中(即前额位置)且位置固定，陀螺仪61的X轴与右扬声器62和左扬声器63的连线保持一致，陀螺仪61的Z轴朝向额头的正前方；
麦克风64位于陀螺仪61的正上方，朝向正前方，并保持位置固定；
眼球运动捕捉摄像头65所在位置能够清晰拍摄用户的眼睛；
最后，右扬声器62、左扬声器63、陀螺仪61、麦克风64和眼球运动捕捉摄像头65通过有线或者无线的方式与智能眼镜的处理器相连接。
本发明实施例通过智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
第四实施例
图7是本发明第四实施例的一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于智能眼镜中，如图7所示，所述装置包括：
定位请求信号发送单元71，用于向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号。
信号发送和读数记录单元72，用于通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数。
读数发送单元73，用于经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数。
定位信息接收单元74，用于接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
本发明实施例通过智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
本发明实施例所提供的基于智能眼镜的相对方向的确定装置可用于执行本发明任意实施例提供的基于智能眼镜的相对方向的确定方法，具备相应的功能模块，实现相同的有益效果。
第五实施例
图8是本发明第四实施例的一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于待定位设备中，如图8所示，所述装置包括：
定位请求信号获取单元81，用于获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；
声音信号采集单元82，用于根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；
角运动读数接收单元83，用于接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；
相对方向计算单元84，用于根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；
定位信息发送单元85，用于向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向。
本发明实施例通过智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接的技术手段，解决了传统的智能眼镜所能提供的功能已经无法满足人们日益增强的个性化、便携化的智能眼镜应用需求的技术问题，为现有智能眼镜增加了快速确定与待定位设备的相对位置的功能，实现成本低，定位准确度高。
本发明实施例所提供的基于智能眼镜的相对方向的确定装置可用于执行本发明任意实施例提供的基于智能眼镜的相对方向的确定方法，具备相应的功能模块，实现相同的有益效果。
显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以通过如上所述的无线传感器网络中的各个节点实施。可选地，本发明实施例可以用计算机装置可执行的程序来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由处理器来执行，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等；或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于智能眼镜的相对方向的确定方法，其特征在于，包括：
智能眼镜向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；
所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；
所述智能眼镜经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；
所述智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接包括：
智能眼镜接收待定位设备发送的定位信息，获取所述定位信息中的所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向；
智能眼镜通过眼球运动捕捉摄像头获取穿戴用户眼球注视的相对方向；
如果所述智能眼镜确定所述穿戴用户眼球注视的相对方向与所述待定位设备相对自身的方向相匹配，根据所述待定位设备的网络地址与所述待定位设备建立通信连接。
3.一种基于智能眼镜的相对方向的确定方法，其特征在于，包括：
待定位设备获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；
所述待定位设备根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；
所述待定位设备接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；
所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；
所述待定位设备向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待定位设备根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向包括：
所述待定位设备对采集的声音信号进行数据处理后，生成与所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送的声音信号分别对应的两个正弦波信号rl(t)和rr(t)：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
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<mi>l</mi>
<mrow>
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<mn>2</mn>
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<mi>t</mi>
<mo>+</mo>
<mi>&phi;</mi>
<mi>r</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，fl为第一频率；φl(t)为与rl(t)对应的相对相移；fr为第二频率；φr(t)为与rr(t)对应的相对相移；
所述待定位设备根据所述rl(t)和rr(t)，计算所述φl(t)和所述φr(t)的值；
所述待定位设备选取设定的两个时间点t和t’，并根据t和t’计算自身与所述智能眼镜的双声道立体扬声器的左右声道之间的距离dl和dr，其中：
且va为声音在空气中的速度；
所述待定位设备根据dl、dr以及所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向α。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待定位设备根据dl、dr以及所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向α包括：
所述待定位设备根据下述公式计算自身相对所述智能眼镜的方向α：
或者
所述待定位设备根据下述公式计算自身相对所述智能眼镜的方向α：
<mrow>
<mover>
<mi>&omega;</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<msup>
<mi>cos&alpha;</mi>
<mo>,</mo>
</msup>
<mo>-</mo>
<mover>
<mi>&omega;</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mi>&alpha;</mi>
<mo>+</mo>
<mi>d</mi>
<mi>l</mi>
<mo>-</mo>
<mi>d</mi>
<mi>r</mi>
<mo>&ap;</mo>
<mn>0</mn>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，为所述智能眼镜的双声道立体扬声器的左右声道之间的距离；α’和α的差值通过所述角运动读数获取。
6.一种智能眼镜，其特征在于，包括：
陀螺仪、双声道立体扬声器、处理器以及信号收发装置，所述处理器分别与所述陀螺仪、所述双声道立体扬声器以及所述信号收发装置相连接；所述双声道立体扬声器的左右声道位于所述智能眼镜的左右两端且喇叭朝向所述智能眼镜的正前方；所述陀螺仪位于所述智能眼镜的中间位置，且所述陀螺仪的X轴方向与所述双声道立体扬声器的左右声道的连线方向一致，所述陀螺仪的Z轴朝向所述智能眼镜的正前方；其中，
所述处理器用于：通过所述信号收发装置向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；通过所述双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录所述陀螺仪的角运动读数；经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并通过所述信号收发装置向周围环境发送记录的角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；通过所述信号收发装置接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
7.根据权利要求6所述的智能眼镜，其特征在于，还包括：麦克风，所述麦克风与所述处理器相连接，且位于所述陀螺仪的正上方；其中，
所述处理器还用于：通过所述信号收发装置获取第二智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；根据所述定位请求信号，开启所述麦克风开始采集声音信号，以获取所述第二智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送的第一频率和第二频率的声音信号；通过所述信号收发装置接收所述第二智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述第二智能眼镜的方向；通过所述信号收发装置向所述第二智能眼镜发送定位信息，以实现与所述第二智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述第二智能眼镜的方向。
8.根据权利要求6或7所述的智能眼镜，其特征在于，还包括：眼球运动捕捉摄像头，所述眼球运动捕捉摄像头与所述处理器相连接；其中，
所述处理器还用于：接收待定位设备发送的定位信息，获取所述定位信息中的所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向；通过所述眼球运动捕捉摄像头获取穿戴用户眼球注视的相对方向；如果确定所述穿戴用户眼球注视的相对方向与所述待定位设备相对自身的方向相匹配，根据所述待定位设备的网络地址与所述待定位设备建立通信连接。
9.一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于智能眼镜中，其特征在于，包括：
定位请求信号发送单元，用于向周围环境发送定位请求信号，以实现周围环境中的待定位设备开始采集声音信号；
信号发送和读数记录单元，用于通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号，并同时记录陀螺仪的角运动读数；
读数发送单元，用于经过设定时间间隔后，停止发送所述声音信号，并向周围环境发送记录的所述角运动读数，以实现周围环境中的待定位设备获取所述角运动读数；
定位信息接收单元，用于接收待定位设备发送的定位信息，以实现与所述待定位设备建立通信连接；其中，所述定位信息包括：所述待定位设备的网络地址以及所述待定位设备相对自身的方向。
10.一种基于智能眼镜的相对方向的确定装置，配置于待定位设备中，其特征在于，包括：
定位请求信号获取单元，用于获取智能眼镜向周围环境发送的定位请求信号；
声音信号采集单元，用于根据所述定位请求信号，开启麦克风开始采集声音信号，以获取所述智能眼镜通过双声道立体扬声器的左右声道发送第一频率和第二频率的声音信号；
角运动读数接收单元，用于接收所述智能眼镜发送的角运动读数，并停止采集所述声音信号；
相对方向计算单元，用于根据采集到的声音信号和所述角运动读数，计算自身相对所述智能眼镜的方向；
定位信息发送单元，用于向所述智能眼镜发送定位信息，以实现与所述智能眼镜建立通信连接；其中，所述定位信息包括：自身的网络地址以及自身相对所述智能眼镜的方向。
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