CN107589424A - 超声波采样方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波采样方法，装置及计算机可读存储介质，所述方法包括：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分辨率；根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；根据所述数据长度，对超声波进行采样。本方案通过预先设置超声波发送方的移动速度，根据此预设移动速度，确定超声波的频率分辨率，从而进一步确定超声波的采用数据长度。仅当超声波发送方的实际移动速度和预设移动速度匹配时，才按照超声波采样的数据长度对超声波进行采样处理，以避免超声波的处理占用大量超声波发送方的系统资源，确保超声波发送方正常使用的功能。

Description

超声波采样方法、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，尤其涉及一种超声波采样方法、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移动趋势，以根据移动趋势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，对此接收的超声波进行采样处理，计算移动终端相对人体的位移，从而确定移动终端是远离人体还是接近人体，根据此远离或接近的趋势，控制移动终端的亮灭屏。但是此方式在采样时，并没有考虑到移动终端与人体之间相对移动的速度，当速度很小时，会使采样的数据量大，对采样数据进行处理时，会占用大量系统资源，影响移动终端其他功能的使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超声波采样方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中超声波采样处理消耗大量系统资源的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种超声波采样方法，所述超声波采样方法包括以下步骤：

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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

可选地，所述确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率的步骤包括：

获取超声波发送方发送的超声波频率，根据所述超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。

可选地，所述根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度的步骤包括：

根据所述超声波频率，确定超声波接收方的采样频率；

根据所述采样频率以及频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。

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，

所述根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理的步骤包括：

获取超声波发送方的实际移动速度，并检测所述实际移动速度是否在最小移动速度和最大移动速度之间；

当所述实际移动速度在最小移动速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样并处理；

当所述实际移动速度不在最小速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样。

可选地，所述对超声波进行采样并处理的步骤包括：

对超声波进行采样，并对采样的超声波进行模/数转换。

可选地，所述对采样的超声波进行模/数转换的步骤之后包括：

根据模/数转换的转换结果，确定超声波发送方的移动方向。

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

可选地，移动终端中的声卡对接收的超声波进行采样。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种超声波采样装置，所述超声波采样装置包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的超声波采样程序：

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超声波采样程序，以实现以下步骤：

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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

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：

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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

本发明技术方案的超声波采样方法，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分辨率；根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。本方案通过预先设置超声波发送方的移动速度，根据此预设移动速度，确定超声波的频率分辨率，从而进一步确定超声波的采用数据长度。仅当超声波发送方的实际移动速度和预设移动速度匹配时，才按照超声波采样的数据长度对超声波进行采样处理，以避免超声波的处理占用大量超声波发送方的系统资源，确保超声波发送方正常使用的功能。

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为本发明超声波采样方法应用于发送端第一实施例的流程示意图；

图4为本发明实施例方法涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；

图5为本发明超声波采样方法第一场景示意图；

图6为本发明超声波采样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、移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。作为移动传感器的一种，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，提出本发明超声波采样方法各实施例。

参照图3，本发明提供一种超声波采样方法，在超声波采样方法第一实施例中，该超声波采样方法包括：

步骤S10，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分辨率；

本实施例的超声波采样方法通过超声波采样确定超声波发送方在移动时，其与障碍物之间的移动趋势，其应用场景主要为检测移动终端和人体之间的移动趋势，并根据移动终端远离或趋近人体的移动趋势，控制移动终端的亮灭屏。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。

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。其中人体接收到超声波的频率和超声波发送的频率之间的对应关系关系为：

其中，f是人体接收到超声波的频率，f₀是超声波发送的频率，c为超声波在空气中的传播速度，v_r是人体相对于空气的运动速度，v_s是超声波声源相对于空气的运动速度。

当v_r和v_s相对于超声波在空气中的传播速度很小时，f和f₀的近似关系为：

从而其中，Δv＝v_r-v_s是人体相对于超声波声源的速度，c为声音在空气中的传播速度340m/s，正数代表相对趋近，负数代表相对远离。

考虑到移动终端和人体之间移动趋势主要为用户在使用移动终端时，将移动终端拿近或远离用户人体，而用户拿近或远离用户人体的移动速度相对于超声波在空气中的传播速度很小，从而可用公式(2)表征人体接收到超声波频率和超声波发送频率之间的对应关系。此外考虑到人体移动速度有一定限制，不可能很慢也不可能很快。当对此很慢或者很快的速度设置处理机制时，一方面很难达到此很慢或者很快速度，处理的意义不大；另一方面对很慢的速度处理时，需要占用大量的系统资源，影响移动终端其他功能的正常使用。从而本实施例设定超声波发送方的预设移动速度，只需对和此预设移动速度匹配的实际速度进行处理即可，超声波发送方的预设移动速度，即为移动终端相对人体的预设移动速度Δv。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，此速度范围为大多数用户使用移动终端时的速度，即移动终端相对于人体的预设移动速度。在设定好超声波发送方的预设移动速度后，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分辨率，此频率分辨率表征超神波接收方对移动终端和人体之间相对速度的变化引起频率变化的分辨能力，因速度变化和普适性的预设移动速度相关，从而此频率分辨率也在合理的范围内。

步骤S20，根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

进一步地，在进行超声波采样时，采样的数据长度与频率分辨率相关，且两者之间成反比例相关，即频率分辨率越高，其采样的数据长度越短。从而在确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率后，根据此频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。其中频率分辨率与采样数据长度的计算公式为：

其中：fs为采样频率，fttlen为采样的数据长度，k为采样系数；

在确定超声波采样的采样频率后，将公式(2)中计算得到的Δf代入公式(3)，即可确定采样的数据长度。后续在进行采样时，以此数据长度进行采样，可确保移动终端与人体之间的相对移动速度在合理的范围内，兼顾用户需求和系统资源。

步骤S30，根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

更进一步地，超声波接收方在接收到超声波时，接收的超声波为模拟量信号，需要通过声卡采样并处理转化为数字量。进行采样时，根据确定的数据长度进行，即采集与数据长度对应的超声波数据。此外，可在采样之前将超声波发送方的实际移动速度和预设移动速度匹配，仅在匹配成功时，才进行超声波采集。具体地，先获取超声波发送方的实际移动速度，即移动终端相对人体的实际移动速度，获取的方式可通过在移动终端中内置速度传感器或者速度传感电路等。将此获取的实际移动速度和预设移动速度匹配，当匹配成功，则根据采样的数据长度，对超声波进行采样。其中匹配的过程可以以速度区间体现也可以以速度的浮动值进行体现，当以速度区间体现时，则通过设定预设移动速度的预设区间，当实际移动速度在此区间内时，则判定匹配成功，否则匹配失败；当以速度的浮动值进行体现时，则设定预设移动速度的浮动值，当实际移动速度在此浮动值之内时，则判定匹配成功，否则匹配失败。通过实际速度和预设速度匹配的方式，可确保采集数据的合理性，避免系统资源的浪费。

本发明的超声波采样方法包括：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分辨率；根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。本方案通过预先设置超声波发送方的移动速度，根据此预设移动速度，确定超声波的频率分辨率，从而进一步确定超声波的采用数据长度。仅当超声波发送方的实际移动速度和预设移动速度匹配时，才按照超声波采样的数据长度对超声波进行采样处理，以避免超声波的处理占用大量超声波发送方的系统资源，确保超声波发送方正常使用的功能。

进一步地，在本发明超声波采样方法的另一实施例中，所述确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率的步骤包括：

获取超声波发送方发送的超声波频率，根据所述超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。

更进一步地，由多普勒效应中人体接收到超声波的频f和超声波发送频率f₀的近似关系可知，频率分辨率Δf为f和f₀之间的差值，且与超声波发送频率f₀相关。移动终端作为超声波发送方，其发送的超声波频率即为超声波发送频率f₀，此超声波发送频率大于20KHz，可以是28KHz、33KHz、40KHz等。从而可通过获取超声波发送方发送的超声波频率，即移动终端发送的超声波频率，根据此移动终端发送的超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。如当超声波发送频率为40KHz，预设移动速度为0.085～17m/s，则根据公式(2)，可确定超声波的频率分辨率Δf＝10Hz-2KHz，即最小的频率分辨率为10Hz。

进一步地，在本发明超声波采样方法的另一实施例中，所述根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度的步骤包括：

步骤S21，根据所述超声波频率，确定超声波接收方的采样频率；

步骤S22，根据所述采样频率以及频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。

根据奈奎斯特采样定理，从采样信号中无失真的恢复原始信号，采样频率应大于2倍信号最高频率。因为采样频率小于2倍信号最高频率时，信号的频谱有混叠，采样频率大于2倍信号最高频率时，信号的频谱才无混叠。其中信号最高频率即为超声波发送方发送的超声波频率f₀。从而采样时的采样频率与超声波频率相关，在确定移动终端发送的超声波频率后，根据此超声波频率确定，确定超声波接收方的采样频率，即移动终端的采样频率。移动终端作为超声波接收方，在接收到超声波后，移动终端中的声卡会对接收到的超声波进行采样。采样时，声卡的采样频率可以为48KHz、96KHz、192KHz等，因采样频率应大于2倍超声波频率，从而当超声波的发送频率为28KHz时，其对应的采样频率应该为56KHz，若超声波的发送频率为40KHz时，则其对应的采样频率应该为80KHz，但是声卡的采样频率通常为48KHz、96KHz、192KHz，从而选择大于56KHz和80KHz的96KHz作为采样频率。96KHz的采样频率其可以采样的范围为20KHz～96/2KHz，即20KHz～48KHz，频率不超过48KHz的超声波均可以使用此96KHz的采样频率。在确定采样频率后，根据计算公式(3)可知，通过此采样频率以及频率分辨率即可获知超声波采样的数据长度。此外，考虑到机器可识别的语言为0或1，从而对于计算得到的数据长度以0或1表示，转换为最接近且大于此计算得到的数据长度的2的指数次方的数值。如上述实施例中Δf＝10Hz-2KHz，因超声波发送频率为40KHz，则其采样频率fs＝96KHz，取采样系数k＝1，则根据公式(3)得到的数据长度的最小值为9598。因2的13次方为8129，2的14次方为16384，从而将此16384作为采样数据长度，当采样的数据长度大于此长度时，根据公式(3)会使频率分辨率变小，小于最小值10Hz，而分辨不出来。

进一步，在本发明超声波采样方法的另一实施例中，所述预设移动速度包括最小移动速度和最大移动速度，

所述根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理的步骤包括：

步骤S31，获取超声波发送方的实际移动速度，并检测所述实际移动速度是否在最小移动速度和最大移动速度之间；

步骤S32，当所述实际移动速度在最小移动速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样并处理；

步骤S33，当所述实际移动速度不在最小速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样。

可理解地，因预设移动速度为排除人体运动中速度很慢和很快的情况，从而预设移动速度设定为适合大部分用户的最小移动速度和最大移动速度，其中最小移动速度用于排除人体运动中速度很慢的情况，即当人体运动速度小于此最小移动速度时，则判定为很慢；最大移动速度则用于排除人体运动中速度很快的情况，即当人体运行速度大于此最大移动速度时，则判定很快。本实施例的将预设移动速度设定为速度区间，并获取超声波发送方的实际移动速度，判断此实际移动速度是否在速度区间内，当其在速度区间内时，则说明移动终端与人体之间的相对移动速度为普适性的正常合理速度，否则说明移动终端与人体之间的相对移动速度过慢或过快。当移动终端与人体的相对移动速度在正常合理的范围内时，则控制声卡以根据频率分辨率得到的数据长度进行采样并处理；否则若移动终端与人体的相对移动速度过慢或过快，不在正常的范围内时，则只控制声卡以根据分辨率得到的数据场景进行采样，但对采样数据不进行处理，以避免消耗系统资源。进一步地，也可以将不在最小移动速度和最大移动速度之间的速度区间内的实际移动速度作为非采样速度，即当检测实际移动速度小于最小移动速度或者大于最大移动速度，则控制声卡不对超声波进行采样，也相应的不需要进行处理，以进一步的节约系统资源。

进一步，在本发明超声波采样方法的另一实施例中，所述对超声波进行采样并处理的步骤包括：

对超声波进行采样，并对采样的超声波进行模/数转换。

进一步地，在通过移动终端的声卡进行超声波采样后，采集的为声音信号为模拟信号，需要将此模拟量的声音信号转换为数字量的电信号，转换的方式可通过模/数转换进行。模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等，在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。数字信号在取值上是离散的、不连续的信号，其大小常用有限位的二进制数表示。模/数转换用于将输入的模拟信号转换为数字信号输出，经过采样和编码将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号。且在对采样的超声波进行模/数转换的步骤之后包括：

根据模/数转换的转换结果，确定超声波发送方的移动方向。

在对采样的超声波进行模/数转换后，对转换的结果进一步处理进行傅里叶变换，根据傅里叶变换确定与采样的超声波频率对应的超声波强度。请参照图5，当移动终端接近人体时，因移动终端的听筒在向外发送超声波时，发送的超声波频率受到作为障碍物的人体遮挡会返回，返回的超声波与发送的超声波叠加，使超声波信号增强，从而使Mic接收的超声波大于听筒发送的超声波信号。相应的请参照图6，当移动终端远离人体时，因移动终端的听筒在向外发送超声波时，发送的超声波频率没有受到遮挡，超声波向外扩散，从而使Mic接收的超声波小于听筒发送的超声波信号，即Mic接收的超声波可能大于，也可能小于听筒发送的超声波号。因不同的超声波频率对应不同超声波强度，将大于发送的超声波频率对应的超声波强度与小于发送的超声波频率对应的超声波强度比对，并根据比对结果确定超声波发送方的移动方向，即移动终端远离或接近人体。当比对结果为前者频率与强度积分大于后者频率与强度积分时，判定为接近人体，否则为远离人体。

参照图4，图4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。

本发明实施例超声波采样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 Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、MP4(Moving Picture Experts Group Audio LayerIV，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4所示，该超声波采样装置可以包括：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，该超声波采样装置还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、RF(RadioFrequency，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4中示出的超声波采样装置结构并不构成对超声波采样装置的限定，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4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、网络通信模块以及超声波采样程序。操作系统是管理和控制超声波采样装置硬件和软件资源的程序，支持超声波采样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，以及与超声波采样装置中其它硬件和软件之间通信。

在图4所示的超声波采样装置中，超声波采样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中存储的超声波采样程序，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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

进一步地，所述确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率的步骤包括：

获取超声波发送方发送的超声波频率，根据所述超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。

进一步地，所述根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度的步骤包括：

根据所述超声波频率，确定超声波接收方的采样频率；

根据所述采样频率以及频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。

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，

所述根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理的步骤包括：

获取超声波发送方的实际移动速度，并检测所述实际移动速度是否在最小移动速度和最大移动速度之间；

当所述实际移动速度在最小移动速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样并处理；

当所述实际移动速度不在最小速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样。

进一步地，所述对超声波进行采样并处理的步骤包括：

对超声波进行采样，并对采样的超声波进行模/数转换。

进一步地，所述对采样的超声波进行模/数转换的步骤之后，处理器1001用于执行存储器1005中存储的超声波采样程序，实现以下步骤：

根据模/数转换的转换结果，确定超声波发送方的移动方向。

本发明超声波采样系统具体实施方式与上述超声波采样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：

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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

进一步地，所述确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率的步骤包括：

获取超声波发送方发送的超声波频率，根据所述超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。

进一步地，所述根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度的步骤包括：

根据所述超声波频率，确定超声波接收方的采样频率；

根据所述采样频率以及频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。

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，

所述根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理的步骤包括：

获取超声波发送方的实际移动速度，并检测所述实际移动速度是否在最小移动速度和最大移动速度之间；

当所述实际移动速度在最小移动速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样并处理；

当所述实际移动速度不在最小速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样。

进一步地，所述对超声波进行采样并处理的步骤包括：

对超声波进行采样，并对采样的超声波进行模/数转换。

进一步地，所述对采样的超声波进行模/数转换的步骤之后，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：

根据模/数转换的转换结果，确定超声波发送方的移动方向。

本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述超声波采样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 (10)

1.一种超声波采样方法，其特征在于，所述超声波采样方法包括以下步骤：

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分辨率；

根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度；

根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理。

2.如权利要求1所述的超声波采样方法，其特征在于，所述确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率的步骤包括：

获取超声波发送方发送的超声波频率，根据所述超声波频率以及预设移动速度，确定超声波接收方接收超声波的频率分辨率。

3.如权利要求2所述的超声波采样方法，其特征在于，所述根据所述频率分辨率，确定超声波采样的数据长度的步骤包括：

根据所述超声波频率，确定超声波接收方的采样频率；

根据所述采样频率以及频率分辨率，确定超声波采样的数据长度。

4.如权利要求1所述的超声波采样方法，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，

所述根据所述数据长度，对超声波进行采样并处理的步骤包括：

获取超声波发送方的实际移动速度，并检测所述实际移动速度是否在最小移动速度和最大移动速度之间；

当所述实际移动速度在最小移动速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样并处理；

当所述实际移动速度不在最小速度和最大移动速度之间时，以所述数据长度，对超声波进行采样。

5.如权利要求4所述的超声波采样方法，其特征在于，所述对超声波进行采样并处理的步骤包括：

对超声波进行采样，并对采样的超声波进行模/数转换。

6.如权利要求5所述的超声波采样方法，其特征在于，所述对采样的超声波进行模/数转换的步骤之后包括：

根据模/数转换的转换结果，确定超声波发送方的移动方向。

7.如权利要求1-6任一项所述的超声波采样方法，其特征在于，所述超声波发送方位移动终端的听筒，所述超声波接收方为移动终端的麦克风。

8.如权利要求1-6任一项所述的超声波采样方法，其特征在于，移动终端中的声卡对接收的超声波进行采样。

9.一种超声波采样装置，其特征在于，所述超声波采样装置包括：存储器、处理器、通信总线以及存储在所述存储器上的超声波采样程序：

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超声波采样程序，以实现如权利要求1-8中任一项所述的超声波采样方法的步骤。

10.一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超声波采样程序，所述超声波采样程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的超声波采样方法的步骤。