CN107526072B - 基于超声波的位移计算方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波的位移计算方法，装置及计算机可读存储介质，所述基于超声波的位移计算方法包括：获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。本方案通过表征频率变化的强度变化曲线以及对应的频率变化区间，确定超声波发送方的位移，充分考虑外界影响对频率强度的影响，使超声波发送方的位移更为准确，进而可通过位移准确体现超声波发送方的移动趋势。

Description

基于超声波的位移计算方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及超声波技术领域，尤其涉及一种基于超声波的位移计算方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

超声波是频率高于20KHz的声波，广泛应用于工业、农业、医学上，如测距、测速、焊接、碎石、杀菌消毒等。其中还可以应用在移动终端上，用于检测移动终端与人体之间的位移，以根据位移确定移动终端相对于人体的移动趋势，从而控制移动终端的亮灭屏。检测时，移动终端向外发送超声波，并接收经过人体头部的反射返回到移动终端的超声波，根据移动终端每次接收到超声波的时间长短，确定移动终端是远离人体还是接近人体。此根据接收超声波时间长度的方式没有考虑到外界环境因素对超声波强度的影响，不能准确的反应移动终端的运动趋势。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于超声波的位移计算方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中超声波变化频率不能准确反应移动终端运动趋势的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于超声波的位移计算方法，所述基于超声波的位移计算方法包括以下步骤：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

可选地，所述频率变化范围包括上边界和下边界，所述根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间的步骤包括:

根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；

根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间。

可选地，所述根据频率变化区间以及该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移的步骤包括：

根据第一区间以及与所述第一区间对应的强度变化曲线，确定第一面积；

根据第二区间以及与所述第二区间对应的强度变化曲线，确定第二面积；

根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移。

可选地，所述根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移的步骤包括：

确定第一面积与第二面积的差值，并将所述差值作为超声波发送方的位移。

可选地，所述将所述差值作为超声波发送方的位移的步骤之后，处理器1001用于执行存储器1005中存储的基于超声波的位移计算程序，实现以下步骤包括：

获取所述差值的数值大小以及数值的正负性；

根据所述数值大小，确定超声波发送方的位移大小；

根据所述数值的正负性，确定超声波发送方的位移方向。

可选地，所述获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤之前，处理器1001用于执行存储器1005中存储的基于超声波的位移计算程序，实现以下步骤：

根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。

可选地，所述预设移动速度包括最小移动速度和最大移动速度，

所述根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤包括：

根据最小移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；

根据最大移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。

可选地，所述超声波发送方为移动终端的听筒，所述超声波接收方为移动终端的麦克风。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于超声波的位移计算装置，所述基于超声波的位移计算装置包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的基于超声波的位移计算程序：

所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行所述基于超声波的位移计算程序，以实现以下步骤：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序可被一个或者一个以上的处理器执行以用于：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

本发明技术方案的基于超声波的位移计算方法，通过获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围，根据此基础频率和频率变化范围，确定频率变化区间，进而根据此频率变化区间以及与该频率变化区间所对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。本方案通过表征频率变化的强度变化曲线以及对应的频率变化区间，确定超声波发送方的位移，充分考虑外界影响对频率强度的影响，使超声波发送方的位移更为准确，进而可通过位移准确体现超声波发送方的移动趋势。

附图说明

图1为实现本发明各个实施例一个可选的移动终端的硬件结构示意图；

图2为如图1所示的移动终端的无线通讯系统示意图；

图3为本发明基于超声波的位移计算方法应用于发送端第一实施例的流程示意图；

图4为本发明基于超声波的位移计算方法应用于发送端第二实施例的流程示意图；

图5为本发明实施例方法涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；

图6为本发明基于超声波的位移计算方法第一场景示意图；

图7为本发明基于超声波的位移计算方法第二场景示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。

后续描述中将以移动终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

请参阅图1，其为实现本发明各个实施例的一种移动终端的硬件结构示意图，该移动终端100可以包括：RF(Radio Frequency，射频)单元101、WiFi模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1对移动终端的各个部件进行具体的介绍：

射频单元101可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将基站的下行信息接收后，给处理器110处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元101还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000，码分多址2000)、WCDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access,宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，时分同步码分多址)、FDD-LTE(Frequency DivisionDuplexing-Long Term Evolution，频分双工长期演进)和TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution，分时双工长期演进)等。

WiFi属于短距离无线传输技术，移动终端通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102，但是可以理解的是，其并不属于移动终端的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

音频输出单元103可以在移动终端100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将射频单元101或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据)，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。

移动终端100还包括至少一种传感器105，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度，接近传感器可在移动终端100移动到耳边时，关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。

用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器110，并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071，用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种，具体此处不做限定。

进一步的，触控面板1071可覆盖显示面板1061，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器110以确定触摸事件的类型，随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元108用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。

存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器109可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器110是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器109内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。

移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池)，优选的，电源111可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管图1未示出，移动终端100还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。

为了便于理解本发明实施例，下面对本发明的移动终端所基于的通信网络系统进行描述。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种通信网络系统架构图，该通信网络系统为通用移动通信技术的LTE系统，该LTE系统包括依次通讯连接的UE(User Equipment，用户设备)201，E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，演进式UMTS陆地无线接入网)202，EPC(Evolved Packet Core，演进式分组核心网)203和运营商的IP业务204。

具体地，UE201可以是上述终端100，此处不再赘述。

E-UTRAN202包括eNodeB2021和其它eNodeB2022等。其中，eNodeB2021可以通过回程(backhaul)(例如X2接口)与其它eNodeB2022连接，eNodeB2021连接到EPC203，eNodeB2021可以提供UE201到EPC203的接入。

EPC203可以包括MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)2031，HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)2032，其它MME2033，SGW(Serving Gate Way，服务网关)2034，PGW(PDN Gate Way，分组数据网络网关)2035和PCRF(Policy andCharging Rules Function，政策和资费功能实体)2036等。其中，MME2031是处理UE201和EPC203之间信令的控制节点，提供承载和连接管理。HSS2032用于提供一些寄存器来管理诸如归属位置寄存器(图中未示)之类的功能，并且保存有一些有关服务特征、数据速率等用户专用的信息。所有用户数据都可以通过SGW2034进行发送，PGW2035可以提供UE 201的IP地址分配以及其它功能，PCRF2036是业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制策略决策点，它为策略与计费执行功能单元(图中未示)选择及提供可用的策略和计费控制决策。

IP业务204可以包括因特网、内联网、IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)或其它IP业务等。

虽然上述以LTE系统为例进行了介绍，但本领域技术人员应当知晓，本发明不仅仅适用于LTE系统，也可以适用于其他无线通信系统，例如GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA以及未来新的网络系统等，此处不做限定。

基于上述移动终端硬件结构、通信装置结构，提出本发明基于超声波的位移计算方法各实施例。

参照图3，本发明提供一种基于超声波的位移计算方法，在基于超声波的位移计算方法第一实施例中，该基于超声波的位移计算方法包括：

步骤S10，获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

本实施例的基于超声波的位移计算主要适用于通过超声波对发送此超声波的发送方相对人体的位移进行计算。超声波发送方向外发送超声波，超声波接收方对此发送的超声波进行接收，根据发送和接收超声波的参数，确定超声波发送方相对人体的位移。此超声波发送方和超声波接收方可集成在同一个移动终端中，移动终端同时作为超声波发送方和超声波接收方，可以是智能手机，也可以是平板电脑，其中以智能手机为例进行说明。智能手机同时作为超声波发送方和超声波接收方，其必然设置有可发送超声波的超声波发送方和可接收超声波的超声波接收方。具体地，超声波发送方可集成在智能手机的听筒中，超声波接收方可集成在的智能手机的Mic中；从而听筒在把强弱变化的电流信号变成声音的信号，将传输的声音还原出来的同时还向外发送超声波信号，Mic在将接收的声音信号转换为强弱变化的电流的信号进行传递的同时还接收听筒发出的超声波信号。对于设置有主副两个Mic的智能手机，将主Mic设定为用于通话时接收声音信号，而将副Mic设定为用于接收超声波信号，以避免信号的互相干扰。可理解地，超声波为频率大于20KHz的声波，从而超声波发送方向外发送的超声波频率也相应的为大于20KHz的某一频率，如40KHz，此大于20KHz的某一频率即为超声波发送方发送超声波的基础频率。

此外同时作为超声波发送方和接收方的移动终端，当超声波发送方相对人体发生位移时，其实质是移动终端相对人体发生了位移，从而超声波接收方也发生了位移。根据多普勒效应，移动终端相对于人体移动时，如果两者之间相互靠近，超声波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，即产生蓝移现象；而如果两者之间相互远离，会产生相反的效应，超声波的波长变得较长，频率变得较低，即产生红移现象；且两者之间移动的速度越高，所产生的效应越大。本实施例移动终端相对人体的位移，其实质为用户在使用移动终端过程中，拿起移动终端靠近人体或远离人体的过程，考虑到用户拿起移动终端的速度在一定范围内变化，从而使超声波接收方接收到的超声波频率的变化也相应在一定范围内变化，即为频率变化范围。获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及此超声波接收方接收超声波的频率变化范围，以进一步根据此基础频率和频率变化范围确定超声波发送方的位移。其中可通过有穷次测试的方式，确定大多数用户在使用移动终端时，移动速度的变化范围，如0.2～20m/s或0.085～17m/s等，即此速度范围为大多数用户使用移动终端时的速度。根据此移动速度的变化范围通过多普勒效应可确定频率变化范围，在多普勒效应中，速度与频率之间的关系为：

其中，f是接收到超声波的频率，f₀是超声波发送的基础频率，c为声音在空气中的传播速度340m/s，Δv为人体相对于超声波声源的速度，即用户使用移动终端时的速度；

从而，变化频率

当移动终端发送超声波的基础频率为40KHz，人体相对于超声波声源的速度在0.085～17m/s之间变化时，频率变化范围为10Hz～20KHz。根据此超声波的基础频率以及大多数用户使用移动终端时的速度，确定相应的频率变化范围，可适应大多数用户的需求。

步骤S20，根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

进一步地，在获取超声波发送方发送的超声波基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围后，根据此基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间。基础频率为发送的超声波所具有的频率，频率变化范围为由于接收方与超声波声源之间的相对运动而引起的频率变化范围，即接收方接收的频率可以以此范围进行变动。如上述实施例中，当基础频率为40KHz，频率变化范围为10Hz～20KHz，则接收方接收到的超声波频率以40KHz为基础，且变动范围为10Hz～20KHz，即变化为(40±0.01)～(40±20)KHz之间的频率。

步骤S30，根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

更进一步地，超声波接收方接收的超声波频率均有其对应的强度，从而在确定频率变化区间后，频率变化区间中的频率都会对应相应的强度值。建立XY轴的二维坐标系，X轴为频率值、Y轴为强度值，将此频率变化区间对应到X轴上，则频率变化区间中的每个频率都会在Y轴上有一个强度对应值，即在二维坐标系的象限中存在数据点与频率变化区间的频率值、强度值对应。将所有与频率变化区间的频率值、强度值对应的数据点连接，即可形成强度变化曲线，而强度变化曲线与此频率变化区间形成的面积则可用于表征超声波声源的位移，即超声波发送方的位移。具体地，频率变化区间的起始点以结束点对应的强度值，即Y轴数值作为面积的两条边界，起始点与结束点之间的X轴数值与作为两条边界的Y轴数值连接，再结合强度变化曲线即可形成封闭区域，通过强度变化曲线对X轴的频率值积分，即可获知封闭区域的面积，以表征超声波发送方的位移。

本发明的基于超声波的位移计算方法，通过获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围，根据此基础频率和频率变化范围，确定频率变化区间，进而根据此频率变化区间以及与该频率变化区间所对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。本方案通过表征频率变化的强度变化曲线以及对应的频率变化区间，确定超声波发送方的位移，充分考虑外界影响对频率强度的影响，使超声波发送方的位移更为准确，进而可通过位移准确体现超声波发送方的移动趋势。

进一步地，在本发明基于超声波的位移计算方法的另一实施例中，所述频率变化范围包括上边界和下边界，所述根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间的步骤包括:

步骤S21，根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；

步骤S22，根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间。

可理解地，频率变化范围是一个频率数值变化的范围，包括上边界和下边界，接收方接收的频率在基础频率的基础上以此范围进行变动，其中变动可为基础频率变大，也可能是变小。基础频率的变大与变小取决与基础频率与频率变化范围关系式的差异性，根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间。具体地，第一区间为接收方接收的频率大于基础频率的区间，第二区间为接收方接收的频率小于基础频率的区间。从而第一关系式为将基础频率与频率变动范围做和计算，使接收频率变大；第二关系式为将基础频率与频率变动范围做差计算时，使接收频率变小。例如当基础频率为40KHz，频率变化范围为10Hz～20KHz，则上边界为20KHz，下边界为10Hz；第一关系式为(40+20)KHz和(40+0.01)KHz；第二关系式为(40-20)KHz和(40-0.01)KHz；对应的第一区间为(40+0.01)～(40+20)KHz之间的频率区间，对应的第二区间为(40-20)～(40-0.01)KHz之间的频率区间。以根据用户使用移动终端的速度范围，确定对应的频率变化范围，从而确定对应的频率变化区间，以根据区间确定对应面积进行超声波发送方的位移变化计算，使计算的位移更为准确。

进一步地，在本发明基于超声波的位移计算方法的另一实施例中，所述根据频率变化区间以及该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移的步骤包括：

步骤S31，根据第一区间以及与所述第一区间对应的强度变化曲线，确定第一面积；

步骤S32，根据第二区间以及与所述第二区间对应的强度变化曲线，确定第二面积；

步骤S33，根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移。

更进一步地，请参照图6，在确定第一区间和第二区间后，第一区间和第二区间中的频率均对应其各自的强度曲线，将第一区间起始点与结束点对应Y轴的强度值，第一区间X轴上的频率变化范围以及第一区间的强度变化曲线所围成的封闭区域的面积作为第一面积，通过强度变化曲线对X轴积分即可得出第一面积的大小；同时将第二区间起始点与结束点对应Y轴的强度值，第二区间X轴上的频率变化范围以及第二区间的强度变化曲线所围成的封闭区间的面积作为第二面积，通过强度变化曲线对X轴积分即可得出第二面积的大小；根据此第一面积和第二面积的大小确定超声波发送方的位移。其中根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移的步骤包括：

确定第一面积和第二面积的差值，并将所述差值作为超声波发送方的位移。

在确定第一面积和第二面积的区域后，通过第一面积区域对应的强度变化曲线对X轴上与第一面积区域对应的频率变化范围积分即可得出第一面积的大小；同时第二面积区域对应的强度变化曲线对X轴上与第二面积区域对应的频率变化范围积分即可得出第二面积的大小。将表征第一面积大小的数值和表征第二面积大小的数值作差运算，即第一面积减去第二面积，并将此第一面积减去第二面积所得的差值作为超声波发送方的位移，以通过此位移确定超声波发送方的移动趋势。具体地，将差值作为超声波发送发的位移的步骤之后包括：

步骤q1，获取所述差值的数据大小以及数值的正负性；

步骤q2，根据所述数值大小，确定超声波发送方的位移大小；

步骤q3，根据所述数值的正负性，确定超声波发送方的位移方向。

在确定超声波发送方的位移，即第一面积和第二面积的差值之后，则进一步确定差值的数值大小以及数值的正负性。其中数值大小可通过读取第一面积和第二面积做差运算的结果获得，数值的正负性则通过将读取的差运算结果和0做比较确定。当差运算结果比0大时，则可判定数值的正负性为正；否则当差运算结果比0小时，则可判定数值的正负性为负。根据此数值大小和正负性，确定超声波发送方，即移动终端的位移大小和位移方向。考虑到用户在使用移动终端的过程中，相对于移动终端的移动趋势大体包括远离用户和接近用户，从而移动终端的位移大小和位移方向也相应表示为远离用户移动了多少距离或接近用户移动了多少距离。且移动终端接近用户移动的方向为正方向，而远离用户移动的方向为负方向，从而当数值的正负性为正时，则说明移动终端接近用户移动，而当数值的正负性为负时，则说明移动终端远离用户移动。进一步地，请参照图7，可根据移动终端的移动趋势，再结合移动终端的状态，调整移动终端的状态。如移动终端当前的状态为显示小说或新闻界面，当检测到移动终端有接近用户的移动趋势，则判定移动终端的亮度过低，用户看不清显示的内容，从而调整移动终端的亮度；反之当移动终端的移动趋势为远离用户，则判定移动终端的亮度过高，进行亮度调整。或者当移动终端当前的状态为来电状态时，当检测到移动终端的移动趋势为接近用户时，则控制将来电状态时的亮屏状态切换为灭屏状态进行通话，以降低能耗；而当移动趋势为远离用户时，则将通话时的灭屏状态切换为亮屏状态，对通话时长、通话结束状态等显示。又或者当移动终端的当前状态为视频或音频播放时，当检测到移动终端的移动趋势为接近用户时，则说明音量过低，用户听不清播放的内容，从而调整移动终端的音量；反之移动趋势为远离用户时，则说明音量过高，相应的对音量进行调整。本实施例结合移动终端的当前状态以及移动终端的移动趋势，实现移动终端的状态调整，自动化程度高，提高了用户体验。

进一步地，请参照图4，在本发明基于超声波的位移计算方法的第一实施例的基础上，提出本发明基于超声波的位移计算方法的第二实施例，在第二实施例中，所述获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤之前包括：

步骤S40，根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。

进一步地，因移动终端接收到超声波的频率变化，由移动终端与用户之间的相对运动引起，频率变化范围则由相对运动的速度变化范围决定。可理解地，移动终端与用户之间的相对运动，其实质是用户在使用移动终端过程中拿起移动终端，使移动终端与用户人体躯干或头部出现的相对运动。用户拿起移动终端的速度在一定范围内变化，具体的变化范围可通过测试的方式，确定大部分用户使用移动终端时的速度。将此符合大部分用户需求的速度作为超声波发送方的预设移动速度，并根据此预设移动速度确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。考虑到不同用户使用移动终端的速度不相同，本实施例使用速度范围表征大部分用户使用移动终端的速度，即预设移动速度为包括最小移动速度和最大移动速度的速度范围。从而相应的根据预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤包括：

步骤S41，根据最小移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；

步骤S42，根据最大移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。

具体地，根据多普勒效应中频率与速度之间的变化关系，根据最小移动速度以及超声波发送方发送的超声波基础频率，可确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；相应的，根据最大移动速度，则可确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。由此下边界和上边界组成的范围区间，即为超声波接收方接收超声波的频率变化范围。从而通过获取此频率变化范围进一步确定频率变化区间，并确定与此频率变化区间对应的强度变化曲线，最终实现确定超声波发送方的位移。

参照图5，图5是本发明实施例方法涉及的硬件运行环境的装置结构示意图。

本发明实施例基于超声波的位移计算装置包括交互的移动终端，移动终端可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3(Moving Picture Experts Group Audio LayerIII，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、MP4(Moving Picture Experts GroupAudio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。

如图5所示，该基于超声波的位移计算装置可以包括：处理器110，例如CPU，存储器109，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现处理器110和存储器109之间的连接通信。存储器109可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器109可选的还可以是独立于前述处理器110的存储装置。

可选地，该基于超声波的位移计算装置还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的基于超声波的位移计算装置结构并不构成对基于超声波的位移计算装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块以及基于超声波的位移计算程序。操作系统是管理和控制基于超声波的位移计算装置硬件和软件资源的程序，支持基于超声波的位移计算程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储器1005内部各组件之间的通信，以及与基于超声波的位移计算装置中其它硬件和软件之间通信。

在图5所示的基于超声波的位移计算装置中，基于超声波的位移计算程序可应用于作为发送端的移动终端，处理器1001用于执行存储器1005中存储的基于超声波的位移计算程序，实现以下步骤：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

进一步地，所述频率变化范围包括上边界和下边界，所述根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间的步骤包括:

根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；

根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间。

进一步地，所述根据频率变化区间以及该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移的步骤包括：

根据第一区间以及与所述第一区间对应的强度变化曲线，确定第一面积；

根据第二区间以及与所述第二区间对应的强度变化曲线，确定第二面积；

根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移。

进一步地，所述根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移的步骤包括：

确定第一面积与第二面积的差值，并将所述差值作为超声波发送方的位移。

进一步地，所述将所述差值作为超声波发送方的位移的步骤之后，处理器1001用于执行存储器1005中存储的基于超声波的位移计算程序，实现以下步骤包括：

获取所述差值的数值大小以及数值的正负性；

根据所述数值大小，确定超声波发送方的位移大小；

根据所述数值的正负性，确定超声波发送方的位移方向。

进一步地，所述获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤之前，处理器1001用于执行存储器1005中存储的基于超声波的位移计算程序，实现以下步骤：

根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。

进一步地，所述预设移动速度包括最小移动速度和最大移动速度，

所述根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤包括：

根据最小移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；

根据最大移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。

本发明基于超声波的位移计算装置具体实施方式与上述基于超声波的位移计算方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围；

根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间；

根据频率变化区间以及与该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移。

进一步地，所述频率变化范围包括上边界和下边界，所述根据所述基础频率以及频率变化范围，确定频率变化区间的步骤包括:

根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；

根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间。

进一步地，所述根据频率变化区间以及该频率变化区间对应的强度变化曲线，确定超声波发送方的位移的步骤包括：

根据第一区间以及与所述第一区间对应的强度变化曲线，确定第一面积；

根据第二区间以及与所述第二区间对应的强度变化曲线，确定第二面积；

根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移。

进一步地，所述根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移的步骤包括：

确定第一面积与第二面积的差值，并将所述差值作为超声波发送方的位移。

进一步地，所述将所述差值作为超声波发送方的位移的步骤之后，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于：

获取所述差值的数值大小以及数值的正负性；

根据所述数值大小，确定超声波发送方的位移大小；

根据所述数值的正负性，确定超声波发送方的位移方向。

进一步地，所述获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤之前，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于：

根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。

进一步地，所述预设移动速度包括最小移动速度和最大移动速度，

所述根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤包括：

根据最小移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；

根据最大移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。

本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述基于超声波的位移计算方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述基于超声波的位移计算方法包括以下步骤：

获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围，其中，所述频率变化范围包括上边界和下边界；

根据基础频率与上边界、下边界的第一关系式，确定频率变化区间的第一区间；

根据基础频率与上边界、下边界的第二关系式，确定频率变化区间的第二区间；

根据第一区间以及与所述第一区间对应的强度变化曲线，确定第一面积；

根据第二区间以及与所述第二区间对应的强度变化曲线，确定第二面积；

根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移。

2.如权利要求1所述的基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述根据第一面积和第二面积确定超声波发送方的位移的步骤包括：

确定第一面积与第二面积的差值，并将所述差值作为超声波发送方的位移。

3.如权利要求2所述的基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述将所述差值作为超声波发送方的位移的步骤之后包括：

获取所述差值的数值大小以及数值的正负性；

根据所述数值大小，确定超声波发送方的位移大小；

根据所述数值的正负性，确定超声波发送方的位移方向。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述获取超声波发送方发送超声波的基础频率以及超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤之前包括：

根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围。

5.如权利要求4所述的基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述预设移动速度包括最小移动速度和最大移动速度，

所述根据超声波发送方的预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的步骤包括：

根据最小移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的下边界；

根据最大移动速度以及基础频率，确定超声波接收方接收超声波的频率变化范围的上边界。

6.如权利要求1-3任一项所述的基于超声波的位移计算方法，其特征在于，所述超声波发送方为移动终端的听筒，所述超声波接收方为移动终端的麦克风。

7.一种基于超声波的位移计算装置，其特征在于，所述基于超声波的位移计算装置包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的基于超声波的位移计算程序：

所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行所述基于超声波的位移计算程序，以实现如权利要求1-6中任一项所述的基于超声波的位移计算方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于超声波的位移计算程序，所述基于超声波的位移计算程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的基于超声波的位移计算方法的步骤。

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