CN107850667A - 使用rf无线信号及超声波信号检测电话的位置 - Google Patents

使用rf无线信号及超声波信号检测电话的位置 Download PDF

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Abstract

一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的系统及方法可包含：多个发射器，其位于所述车辆内，其中所述多个发射器中的每一者经配置以将声信号发射到所述车辆内的声环境中，且其中所述声信号中的每一者包括至少一个超声波脉冲；移动装置，其经配置以周期性地记录所述声环境中的声音；及处理器，其经配置以确定由所述移动装置周期性地记录的声音包括由所述多个发射器发射的所述声信号中的每一者，基于由所述移动装置记录的所述声信号而确定所述移动装置在所述车辆内的位置，且确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。

Description

使用RF无线信号及超声波信号检测电话的位置
相关申请案的交叉参考
本申请案依据35USC§119(e)主张于2015年7月14日提出申请的标题为“使用RF无线信号及超声波信号检测电话的位置(DETECTING THE LOCATION OF A PHONE USING RFWIRELESS AND ULTRASONIC SIGNALS)”的第62/192,354号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案的全部揭示内容特此以引用方式并入。
背景技术
例如无线装置(举例来说，包含蜂窝式电话、智能电话、膝上型计算机、笔记型计算机、平板装置(例如，的iPad))等移动装置在现代社会中无所不在。然而，在操作车辆的同时使用此类移动装置可是危险的。所述问题对于缺乏经验的车辆操作员(例如刚学会如何驾驶的年轻人)更为严重。涉及移动装置的车祸发生率正在上升，尤其对于青少年更是如此。在操作移动中的车辆的同时收发文本消息可是危险的且与造成事故有关。更一般来说，在操作车辆的同时操作任何键盘或其它交互式装置可是危险的。
因此，移动装置的广泛采用以及所述装置在驾驶时的普遍使用已引起对驾驶员注意力分散的关注。驾驶员用移动电话讲话、收发文本消息或使用软件应用程序可在精神上分散驾驶注意力并失去对他或她正驾驶的车辆的控制。因此，看到事故中所涉及的个人此前正用移动装置讲话或收发文本消息而非注意路况并不罕见。研究现在表明个人在驾驶小汽车的同时用移动电话讲话的危害可与人在醉酒时驾驶车辆的危害一样。驾驶员不仅是在精神上注意力分散，而且驾驶员的眼睛也转移到拨号、查看来电。
在车辆内检测移动装置(例如无线装置)的存在并控制或抑制移动装置的操作将是高度合意的。
发明内容
随着移动技术的发展，人们能够随时保持联系。对于许多人，保持联系的欲望在其驾驶车辆时并未停止。在驾驶时因移动技术而注意力分散对于驾驶员及公众两者均是危害。本发明寻求通过部分地抑制移动装置的功能而阻抑注意力分散的驾驶，这可另外用于移动中的车辆中及驾驶员座椅附近。本文中揭示关于检测驾驶员座椅上是否存在移动装置的技术的细节。
大部分位置检测技术依赖于两个物理现象：到达时间及接收功率。到达时间(TOA)是位置检测技术。如果远处发射器发出波，且接收器在稍后时间检测到所述波，那么通过公式d＝V*t而确定发射器与接收器之间的距离，其中V是波的传播速度，且t是波到达接收器处所花费的时间。TOA检测已利用声波(例如声纳)而广泛地使用，这是因为相对缓慢音速产生高位置检测准确性。在正常温度、压力及湿度下，声波以340米/秒或大约1英尺/毫秒行进。许多动物及现代仪器能够以充分准确性测量TOA以用于良好位置检测。举例来说，已知一些海豚及蝙蝠使用超声波回波来定位其猎物。另外，潜艇使用声纳来检测敌船。此外，安装于车辆上的备份传感器使用超声波声纳来检测障碍物。
由于电磁波的高速度，因此利用电磁波来使用TOA是受限的。所有电磁波均以光速(即，3*10^8m/s或大约1英尺/纳秒)行进。如果期望次米级位置准确度，那么发射器与接收器之间的同步及TOA的测量必须具有次纳秒级准确度。能够测量纳秒或能够以高GHz频率测量的电子系统通常是昂贵的。利用电磁波的TOA的令人关注的实施方案为全球定位系统。GPS通过使用原子钟而使多个GPS卫星同步且接着持续不断地发送含有来自卫星的时间戳的GPS信号数据包而部分地规避了纳秒计时挑战。虽然在地面的GPS接收器现在免受高准确性同步的负担，但仍必须准确地测量多个GPS信号之间的相对延迟。GPS接收器的成本仅在近十年内才得以显著降低，从而使GPS对于更多消费者是可负担得起的。
波的功率或信号强度随着接收器进一步移动远离发射器而变弱。如果发射器与接收器之间的距离为R，那么由接收器所感测的功率密度通过以下方程式而给出：
其中Su是接收功率密度，且Ps是来自发射器的功率。
许多现代技术使用此现象来执行距离检测。雷达是最众所周知的实例中的一者，其中雷达发射器发送电磁波并测量所述电磁波从远距离处的物体反射的接收功率。在消费者电子技术中，已使用无线信号(例如蜂窝式网络(cellular)、Wifi及蓝牙)的接收信号强度(RSS)测量而开发各种位置检测技术。举例来说，由Google、Skyhook及Navizon推行的Wifi定位技术使用到已知Wifi接入点的所测量RSS来确定移动装置的位置(Skyhook)。
用于位置检测的接收功率方法可具有限制因素，所述限制因素可包含：
1)信号噪声：来自例如电子(热、散粒、闪烁)等各种源的噪声可使所测量RSS的准确性降级；
2)干扰：波的反射及折射可导致较少准确测量。另外，如果多于一个发射器共享相同频谱，那么拥挤效应进一步使RSS测量降级；及
3)障碍物：如果发射器与接收器之间存在任何障碍物，那么接收功率不再仅取决于距离，而是还取决于障碍物的范围。
在一个实施例中，包括硬件及软件的系统使用高频率声波(例如，19KHz)的TOA用于驾驶员座椅位置检测。在一个实施例中，本发明包括：软件，其用作可安装于移动装置(例如智能电话、平板计算机等)上的应用程序；硬件，其安装于车辆上且由麦克风、扬声器及嵌入式处理器组成。本发明提供两种移动装置检测方法。在一个实施例中，主动检测方法，多个麦克风放置于车辆内部且用于通过移动装置而检测高频率声音信号发出。在另一实施例中，被动检测方法，通过移动装置而检测由安装于小汽车中的多个扬声器发出的音频信号。
附图说明
在所附权利要求书中特别陈述各种实施例的新颖特征。然而，通过联合以下附图参考以下描述可理解关于组织结构及操作方法两者的各种实施例以及其优点：
图1是根据本发明的实施例的用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的系统的图式。
图2是安装于车辆内部的麦克风阵列的图解。
图3是根据本发明的实施例的用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的系统的图式。
图4是安装于车辆内部的两个扬声器的图解。
图5是根据本发明的一个实施例的处理声信号的方法的流程图。
图6是根据本发明的实施例的用于确定移动装置的相对位置的计算过程的图解。
图7是由第一发射器及第二发射器发射的声信号的图解。
图8是并入到由发射器发射的声信号中的超声波脉冲的图解。
图9是安装于车辆内部的多个扬声器的图解。
图10是“闪光巨响(flash-to-bang)”现象的图解。
图11是安装于车辆内部的两个扬声器及无线收发器的图解。
图12是使用来自声信号的无线收发器及发射器的信号的系统的时序图的图解。
图13是用以确定多个移动装置在车辆内的位置的系统的图解。
图14是车辆内的多个移动装置借助位于车辆内的电路与车辆外部的服务器进行通信的图解。
图15是移动装置的检测车辆内的多个移动装置的图形接口的图解。
图16是多个移动装置与车辆外部的服务器进行通信的图解。
图17是用以基于对外部磁通量的测量而确定多个移动装置在车辆内的位置的系统的图解。
图18是用以基于对由安置于车辆内的多个信标提供的数据的测量而确定移动装置在车辆内的位置的系统的图解。
具体实施方式
各种实施例经描述以提供对本文中所揭示的装置及方法的结构、功能、制造及使用的全面理解。附图中图解说明这些实施例的一或多个实例。所属领域的一般技术人员将理解，本文中所具体描述及附图中所图解说明的装置及方法是非限制性实施例，且各种实施例的范围仅由权利要求书定义。结合一个实施例所图解说明或所描述的特征可全部或部分地与其它实施例的特征组合。此类修改及变化形式打算包含于权利要求书的范围内。
本发明描述用于检测预定检测区中移动装置(例如无线装置)的存在并在于预定检测区中检测到移动装置时控制或抑制移动装置的操作的设备、系统及方法的实施例。特定来说，本发明针对于用于检测车辆内的预定检测区中移动装置(例如无线装置)的存在并在于预定检测区中检测到移动装置时停用移动装置的一些或全部功能的设备、系统及方法的实施例。更特定来说，本发明针对于自动防止在车辆的驾驶员座椅中的人使用移动装置收发文本消息或进行其它类似过于危险的活动。
应理解，本发明不限于所描述的特定方面或实施例，这是因为此类所描述的特定方面或实施例可变化。还应理解，本文中所使用的术语仅是出于描述特定方面或实施例的目的且并非打算为限制性的，这是因为用于检测车辆内的预定区内移动装置的存在并在检测到移动装置时控制移动装置的操作的设备、系统及方法的范围仅由所附权利要求书定义。
在各种实施例中，移动装置可实施为手持式便携式装置、计算机、移动电话(有时称为智能电话)、平板个人计算机(PC)、膝上型计算机或其任何组合。举例来说，智能电话的非限制性实例包含例如智能电话等产品(现在为惠普公司(HewlettPackard或HP))、智能电话、Motorola等等。平板装置包含的平板计算机及(更一般来说)已知为上网本的一类轻型便携式计算机。在一些实施例中，移动装置可包括或实施为任何类型的无线装置、移动台或自带电源(例如，电池)的便携式计算装置，例如膝上型计算机、超级膝上型计算机、具有通信能力的个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、组合蜂窝式电话/PDA、移动单元、订户站、用户终端、便携式计算机、手持式计算机、掌上型计算机、可佩戴计算机、媒体播放器、寻呼机、消息收发装置、数据通信装置等等。
因此，检测移动装置的存在的系统及方法可基于移动装置所使用的无线技术通信标准而变化。举例来说，在美国可使用的无线技术通信标准的实例可包含码分多址(CDMA)系统、全球移动通信系统(GSM)系统、北美数字蜂窝(NADC)系统、时分多址(TDMA)系统、扩展型TDMA(E-TDMA)系统、窄带高级移动电话服务(NAMPS)系统、例如宽带CDMA(WCDMA)的3G系统、4G系统、CDMA-2000、通用移动电话系统(UMTS)系统、集成式数字增强网络(iDEN)(TDMA/GSM变体)等等。移动装置还可利用不同类型的较短范围无线系统，例如根据蓝牙特别兴趣小组(SIG)系列协议而操作的蓝牙系统，所述蓝牙特别兴趣小组(SIG)系列协议包含具有增强数据率(EDR)的蓝牙规范版本v1.0、v1.1、v1.2、v1.0、v2.0以及一或多个蓝牙配置文件等等。其它实例可包含使用红外技术或近场通信技术及协议(例如电磁感应(EMI)技术)的系统。EMI技术的实例可包含无源或有源射频识别(RFID)协议及装置。所属领域的一般技术人员理解这些无线通信标准。
一旦检测到适当命令或控制信号，便可以一或多种方式控制移动装置的操作。举例来说，在一个实施例中，移动装置与停用或抑制移动装置的至少一个功能的操作的控制模块相关联，且移动装置变得不可操作或仅可在有限容量状态中操作。因此，控制模块可能够完全阻断在移动装置上接收或发送呼叫的能力或充分干扰移动装置的功能以使移动装置使用不合意。在实施例中，控制模块可停用移动装置的某些组件或功能的操作。举例来说，可停用移动装置的键盘部分以防止用户使用移动装置的文本消息收发功能或电子邮件功能。在另一实施例中，控制模块可将移动装置的操作引导到免持操作。在另一实施例中，可抑制传出通信功能，但可不抑制传入通信功能。在另一实施例中，在其中抑制移动装置的功能的周期期间可起始自动答复。
在实施例中，控制模块可独立于移动装置且可仅在移动装置的主要通信信道上与移动装置通信或在除一或多个辅助信道外也在移动装置的主要通信信道上与移动装置通信。此外，在某些实施例中，只要满足其它逻辑条件(例如点火系统的状态、齿轮箱或其它传感器的状态)，便可激活控制模块。因此，触发条件可为开关(例如车辆的点火开关)的激活或车辆的自动变速装置的“停车”传感器以及其它传感器的去激活。在实施例中，控制模块在作用时可允许紧急功能，例如911呼叫。
在实施例中，命令或控制信号可定位到车辆内的其它区域，使得所述区域中的移动装置的操作被停用，但使所述区域外部的其它移动装置可操作。在各种实施例中，命令或控制信号的功率电平可经配置使得命令或控制信号被精确地递送到预定检测区。在一个实施例中，此可利用位于车辆内的定向天线而实施，其中信号被精确地递送到预定检测区。
在本文中所描述的实施例中，预定检测区可定义为车辆内的三维区或车辆中的驾驶员座椅附近。预定检测区可为车辆(例如客车)内的区；然而，预定检测区需要在车辆内且视情况可为任何预定区。举例来说，预定检测区可为建筑物中的房间内的区域。
在本发明的理论的一个实施例(其可称为主动检测)中，用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的方法包括：由移动装置发射声信号；在多个声接收器中的每一者处接收从移动装置发射的声信号；由处理器基于所接收声信号而确定移动装置的位置；确定移动装置的位置是否与预定检测区匹配；及在确定移动装置的位置与预定检测区匹配后即刻抑制移动装置的至少一个功能。所述方法可进一步包括：监视控制信号或命令信号的通信信道；及在接收到控制信号或命令信号后即刻抑制移动装置的至少一个功能。根据一个实施例，通信信道可为蓝牙信道或为主要蜂窝式通信信道的辅助的任何其它连接。
图1中展示用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的主动检测系统的实施例。系统300包括与移动装置303相关联的电路301、多个声接收器305及电子装置307(例如处理器)，电子装置307经配置以确定移动装置303的位置。电路301可经配置以致使从移动装置303发射声信号。在一个实施例中，声信号可经由移动装置303的扬声器309以高音量从移动装置的扬声器309输出。此外，多个接收器305中的每一者可经配置以接收从移动装置303发射的声信号且将所述声信号转换为电信号。另外，处理器307可经配置以基于多个声接收器305接收到声信号的时间而确定移动装置的位置且确定移动装置303的位置是否与预定检测区匹配。如图1的实施例中所展示，电路301可位于移动装置303内或电路301可通信地耦合到移动装置303，使得在电路301与移动装置303之间可交换控制信号及/或命令信号。
此外，在实施例中，电路301可包括与移动装置303相关联的控制模块，其中控制模块301耦合到存储可执行指令的非暂时性存储器，其中控制模块301可操作以执行存储器中所存储的指令。控制模块可操作以执行所述指令以：致使声信号从移动装置303发射到多个声接收器305；从处理器307接收命令信号，处理器307经配置以基于多个声接收器305接收到声信号的时间而确定移动装置303的位置且确定移动装置303的位置是否与预定检测区匹配；及在接收到命令信号后即刻抑制移动装置303的至少一个功能。在一个实施例中，控制模块301可位于移动装置内。在另一实施例中，电路可通过通信网络(例如无线通信网络)与移动装置通信。
控制模块301可经配置以在处理器307确定移动装置的位置与预定检测区匹配后即刻抑制移动装置303的至少一个功能。控制模块301还可经配置以在处理器307确定移动装置303的位置与预定检测区匹配后即刻使移动装置303的至少一个功能重引导到免持替代系统。
在实施例中，系统300可使用声信号的到达时间(TOA)用于检测移动装置303及确定移动装置是否在车辆的驾驶员侧位置中。声信号可包括至少一个声波脉冲，所述至少一个声波脉冲可为超声波脉冲。在一个实施例中，至少一个超声波脉冲以约15KHz到约60KHz的范围发射。在另一实施例中，至少一个超声波脉冲以约10KHz到约21KHz的范围发射。在又一实施例中，至少一个超声波脉冲以约19KHz发射。使用窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可允许侵攻性数字滤波以使背景噪声衰减。此外，窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可改善频率范围内的定位敏感性，这是因为较宽带宽在针对于此频率范围的通带中可含有较多噪声。另外，使用窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可允许以较低声量进行发射。
一旦处理器307做出关于移动装置303是否在预定检测区内的确定，处理器307便可致使信号被发送到移动装置303以用于抑制移动装置303的功能。所述信号可经由移动装置303的天线311而接收。天线311可为移动装置303的主要通信方案的组件或是移动装置的辅助通信方案的组件(例如蓝牙)。一旦接收到适当信号，便可以一或多种方式控制移动装置的操作。举例来说，在一个实施例中，移动装置303与停用或抑制移动装置303的至少一个功能的操作的控制模块301相关联。因此，移动装置303变得不可操作或仅可在有限容量状态中操作。因此，控制模块301可能够完全阻断在移动装置303上接收或发送呼叫的能力或充分干扰移动装置303的功能以使移动装置303使用不合意。在实施例中，控制模块301可停用移动装置的某些组件或功能的操作。举例来说，可停用移动装置301的键盘部分以防止用户使用移动装置的文本消息收发功能或电子邮件功能。在另一实施例中，控制模块301可更改移动装置的一或多个功能的操作，举例来说，将移动装置303的操作引导到免持操作。在另一实施例中，可抑制传出通信功能，但可不抑制传入通信功能。在另一实施例中，在其中抑制移动装置303的功能的周期期间可起始自动答复。
在实施例中，处理器307可耦合到存储可执行指令的非暂时性存储器，且处理器307可操作以执行所述指令。处理器307可操作以执行所述指令以：从多个声接收器305接收多个电信号，其中每一电信号基于由多个声接收器305中的每一者接收的声信号；基于多个声接收器305接收到声信号的时间而确定移动装置303的位置；及确定移动装置303的位置是否与预定检测区匹配。在一个实施例中，处理器307可操作以基于从移动装置303到多个声接收器305中的每一者的距离而确定移动装置303的位置。此外，处理器307可操作以基于声信号在多个声接收器305中的每一者处的接收时间差而确定移动装置307到多个声接收器305中的每一者的距离，其中声信号是从移动装置305发射。此外，在实施例中，处理器307的组件或功能可为移动装置303的部分或可由移动装置303执行。因此，移动装置可从处理器307接收通信信号，所述通信信号提供关于在多个声接收器305中的每一者处的声信号的接收时间的信息。
在其中处理器独立于移动装置的实施例中，如果在由单独电源(例如车辆电源)供电的专用硬件上执行信号处理，那么移动装置上的电池耗费量可是较低的。处理器还可操作以接收由移动装置发射的蓝牙信号且向移动装置发射信号。在一个实施例中，可使用蓝牙简单串行配置文件SSP来将通信信号提供到移动装置。
在一个实施例中，多个声接收器包括麦克风阵列。阵列401可安装于车辆400的车厢内部的多个位置中，如图2中所展示。系统300可经配置以通过麦克风阵列401而收听声信号405(例如多个超声波脉冲)。由于麦克风401到移动装置403的距离不同，因此超声波脉冲405将在不同时间到达每一麦克风401处。在一个实施例中，针对初始检测使用固定阈值且接着应用优化例程来检测脉冲的到达时间以获得对所述到达时间的最佳估计。因此，移动装置403到麦克风401中的每一者的距离可依据相对时间差而计算。一旦获知所述距离，便可确定移动装置401的位置。在一个实施例中，所述位置经由三角测量而确定。另外，系统300可用于使用本文中所揭示的组件及方法同时检测多个移动装置。
在一个实施例中，例如麦克风等声接收器可在麦克风的放大器之前实施高通滤波器，使得大部分声音能量(例如，低于声信号的频率(例如19KHz)的对话、音乐、道路噪声)将被滤波。高通滤波器可确保麦克风放大器在麦克风的位置(例如车辆车厢)处的区域非常嘈杂时不进入饱和状态，这是因为在麦克风放大器进入饱和状态的情况下，可能够可靠地检测到移动装置的位置。此外，背景噪声移除可通过首先估计背景噪声量且接着从音频信号移除背景噪声而完成以防止错误检测。
另外，在实施例中，在声信号的发射的开始及结束处可应用淡入淡出以在于扬声器上忽然播放高音量声音时使由扬声器线圈的瞬时充电及放电导致的突然且巨大的声音最小化。在另一实施例中，系统可在基于音速而计算移动装置的物理距离时调整基于环境中的湿度及温度改变而改变的温度及湿度效应。
在实施例中，本发明的系统及方法可包括为硬件、软件或其组合的组件。在一个实施例中，软件可为能够安装于移动装置(例如智能电话、平板计算机等)上的应用程序。在实施例中，移动应用程序可经配置以在移动装置(例如Android装置、iPhone及各种可佩戴装置)上运行。
本发明的系统及方法的优点包含：
1)智能电话上的超声波友好型扬声器的可用性-由于消费者对来自移动装置(例如智能电话)的扬声器的高保真度声音的期望，因此许多移动装置开始配备有可输出高音量的超声波的高性能扬声器。
2)移动装置上的最小软件处理-在其中独立于移动装置而执行处理器密集型位置检测算法的实施例中，可需要最小资源用于移动装置上的软件应用程序。这允许系统在具有受约束处理器及电池资源的装置(例如，谷歌眼镜(Google Glass)、智能表及低端智能电话)上运行。
3)稳健性-在其中系统/方法实施第一次到达时间的实施例中，所述系统/方法较不易于导致由障碍物、反射及多路径效应引入的失真。
4)低干扰-小汽车车厢内部的大部分音频干扰具有比约19KHz低得多的频率。道路、引擎及风噪声处于数百Hz，人对话集中于约5KHz，且音乐极少超过约13KHz。由于高频率可听范围中的最小干扰，因此所述系统/方法可能够达成较佳信噪比及因此达成较佳检测成功率。
5)无扰性-大部分成年人无法听到约15KHz以上的频率。在一个实施例中，由系统发出的短声音脉冲(1/10s/秒)对于大部分驾驶员及乘客应感知不到。
在主动检测的实施例中，由声接收器接收的声信号被转换为电信号，且所述电信号包括关于声信号的声参数的信息。在实施例中，对电信号执行信号处理以确定移动装置的位置。在实施例中，本发明的系统及方法可包括执行必需信号处理的特定功能的声音播放器、声音记录器及/或声音滤波器。在实施例中，在以下关于图5及相关联描述所描述的被动检测的实施例中可以相同或类似方式实施针对主动检测所描述的信号处理组件及功能。
然而，可认识到，主动检测方法可包含可难以实施的特征。
举例来说，主动检测方法对多个电话的定位可是不稳健的。针对每一电话可需要在其发出的声音中编码特定识别信息。替代地，每一电话可必须通过另一通信方法(蓝牙、wifi等)与车辆中的硬件协调且与位于车辆中的其它电话轮流发出声音(循环(RoundRobin)方式)。此类方法可需要显著工程工作量。
另外，在主动检测方法中，硬件必须不断地监视车辆的声环境，这是因为由移动装置发出的超声波脉冲可在任时间发生。因此，车辆中的硬件需要能够快速且敏感地进行声音记录及处理。可需要一或多个高性能麦克风、放大器及/或处理器安装于车辆中。处理器的一些示范性候选者可包含经配置而以至少l00M Hz或更快地操作的ARM Cortex M4F处理器。单独处理器的量产成本为$8到$12。由于车辆OEM可必须添加至少2个麦克风并提供显著处理能力，因此此方法可难以在车辆中实施。
如图3中所展示，在本发明的理论的一个实施例(其可称为被动检测)中，用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的系统1800包括：多个发射器1805，其中多个发射器1805中的每一者经配置以将声信号发射到车辆内的声环境中；移动装置1803，其经配置以接收由多个发射器1805发射的每一声信号；及处理器1813，其经配置以基于由多个发射器1805发射且由移动装置1803接收的声信号而确定移动装置1803的位置且确定移动装置1803的位置是否与预定检测区匹配。在一些实施例中，发射器1805可包括形成车辆的声音系统的一部分的扬声器。处理器1813还可经配置以致使移动装置1803在确定移动装置1803的位置与预定检测区匹配后即刻抑制移动装置1803的至少一个功能。
可理解，声环境可包括移动装置的环境内的所有声音信号。声环境内的声音信号可包含次声波声音(在一些实施例中，具有低于约20Hz的频率的声音)、可听声音(在一些实施例中，介于从约20Hz到约20KHz的范围内的声音)及超声波声音(在一些实施例中，具有大于约20KHz的频率的声音)。在一些实施例中，超声波声音还可指具有大于约10KHz的频率或大于约15KHz的频率的声音，所述超声波声音可包含在可听声谱的高频率端的声音。
在实施例中，系统1800可使用声信号的到达时间(TOA)用于检测移动装置1803并确定移动装置1803是否在车辆的驾驶员侧位置中。声信号可包括至少一个声波脉冲，所述至少一个声波脉冲可为超声波脉冲。在一个实施例中，至少一个超声波脉冲在约15KHz到约60KHz的范围内发射。在另一实施例中，至少一个超声波脉冲以约10KHz到约21KHz的范围发射。在又一实施例中，至少一个超声波脉冲以约19KHz发射。使用窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可允许侵攻性数字滤波以使背景噪声衰减。此外，窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可改善频率范围内的定位敏感性，这是因为较宽带宽在针对于此频率范围的通带中可含有较多噪声。另外，使用窄带宽19KHz声脉冲或哔哔声可允许以较低声量进行发射。尽管此带通滤波器的中心频率可设定为约19KHz，但可理解，也可允许约19KHz的邻域内(例如，在约18KHz与约20KHz之间)的频率穿过滤波器通带。对于一些应用，通带可介于从约18KHz到约20KHz的范围内。在其它应用中，通带可介于从约18.9KHz到约19.1KHz的范围内。可理解，通带的宽度可设定为窄范围以用于改善噪声抗扰性，或可设定为较宽范围以允许使用调频或跳频技术来发射声脉冲。
系统1800还可包括电路1801，电路1801可经配置以抑制移动装置1803的至少一个功能。处理器1813可与移动装置的电路1801通信。如图3的实施例中所展示，电路1801可位于移动装置1803内或电路1801可通信地耦合到移动装置1803，使得在电路1801与移动装置1803之间可交换控制信号及/或命令信号。类似地，如图3的实施例中所展示，处理器1813可位于移动装置1803内或处理器1813可通信地耦合到移动装置1803，使得在处理器1813与移动装置1803之间可交换信息。
此外，在实施例中，电路1801可包括与移动装置1803相关联的控制模块，其中控制模块1801耦合到存储可执行指令的非暂时性存储器，且其中控制模块1801可操作以执行存储器中所存储的指令。控制模块1801可操作以从处理器1813接收命令信号且在接收到命令信号后即刻抑制移动装置1803的至少一个功能。如图3中所展示，在一个实施例中，控制模块1801可位于移动装置1803内。在另一实施例中，控制模块1801可通过通信网络(例如无线通信网络)与移动装置通信。控制模块1801还可经配置以在处理器1813确定移动装置1803的位置与预定检测区匹配后即刻抑制移动装置1803的至少一个功能。控制模块1801还可经配置以在处理器1813确定移动装置1803的位置与预定检测区匹配后即刻将移动装置1803的至少一个功能重引导到免持替代系统。
在被动检测的实施例期间，每一发射器1805可经配置以将声信号发出到车辆的声环境中，其中每一声信号包括高频率(超声波)声音信号的短脉冲。移动装置1803可经配置以经由声接收器1809(例如移动装置1803的麦克风)而捕获声信号。处理器1813可经配置以计算声信号的飞越时间且基于所述飞越时间而参考预定检测区确定移动装置1803的位置。
一旦处理器1813做出关于移动装置1803是否在预定检测区内的确定，处理器1813便可致使信号被发送到移动装置1803以抑制移动装置1803的功能。如果处理器1813不是移动装置1803的组件，那么所述信号可经由移动装置1803的天线1811而接收。一旦接收到适当信号，便可以一或多种方式控制移动装置1803的操作。举例来说，在一个实施例中，移动装置1803与停用或抑制移动装置1803的至少一个功能的操作的控制模块1801相关联。因此，移动装置1803变得不可操作或仅可在有限容量状态中操作。因此，控制模块1801可能够完全阻断在移动装置1803上接收或发送呼叫的能力或充分干扰移动装置1803的功能以使移动装置1803使用不合意。在实施例中，控制模块1801可停用移动装置的某些组件或功能的操作。举例来说，可停用移动装置1801的键盘部分以防止用户使用移动装置的文本消息收发功能或电子邮件功能。在另一实施例中，控制模块1801可更改移动装置1801的一或多个功能的活动，举例来说，将移动装置1803的操作引导到免持操作。在另一实施例中，可抑制传出通信功能，但可不抑制传入通信功能。在另一实施例中，在其中抑制移动装置1803的功能的周期期间可起始自动答复。
在实施例中，处理器1813可耦合到存储可执行指令的非暂时性存储器，且处理器1813可操作以执行所述指令。处理器1813可操作以执行所述指令以：从移动装置1803的声接收器1809接收电信号，其中每一电信号基于由声接收器1809接收的每一声信号；基于声接收器1809接收到声信号的时间而确定移动装置1803的位置；及确定移动装置1803的位置是否与预定检测区匹配。在一个实施例中，处理器1813可操作以基于从移动装置1803到多个声发射器1805中的每一者的距离而确定移动装置1803的位置。此外，处理器1813可操作以基于声信号从多个声发射器1805中的每一者的发射时间差而确定移动装置1803到多个声发射器1805中的每一者的距离。在一个实施例中，处理器1813是移动应用处理器。此外，在一个实施例中，处理器1813可位于移动装置内，且在另一实施例中，处理器1813可独立于移动装置1803且通信地耦合到移动装置1803。此外，在实施例中，处理器1813的组件或功能可为移动装置1803的部分或由移动装置1803执行。因此，移动装置可从处理器1813接收通信信号，所述通信信号提供关于在移动装置1803的声接收器1809处的每一声信号的接收时间的信息。
多个发射器1805可为位于车辆的车厢内部的多个声发射器(例如扬声器)。图4中展示扬声器1805的位置的一个实施例。扬声器1805可是专用的且在制造车辆时与车辆集成在一起，或可将扬声器添加到车辆。在一个实施例中，扬声器1805可为针对高频率声音发射优化的专用扬声器。在一个实施例中，扬声器1805可为经设计以产生高音频频率的特殊类型的扩音器(通常为圆顶或号角型)，例如高频扬声器(Tweeter)。在一个实施例中，如图4中所描绘，系统1800可采用两个扬声器1805。在替代实施例中，可实施三个或更多个扬声器以提供超声波脉冲或声脉波(ping)。在一些实施例中，扬声器可位于仪表板的端部处或附近，如图4中所指示。在替代实施例中，扬声器可较靠近彼此而定位。在一个实例中，扬声器可分隔开较小距离，例如分隔开约24英寸、约18英寸、约12英寸或约6英寸。
另外，用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的方法包括通过多个声发射器(举例来说，多个扬声器1805)而发射声脉冲序列。每一脉冲可以约19KHz发射且可与另一脉冲分隔开预定义时间延迟。可记录由移动装置1803的声接收器接收的声音。识别来自每一扬声器的声信号并分析每一脉冲之间的时间差。基于脉冲之间的时间差，计算到每一扬声器的相对距离并做出关于移动装置是否在驾驶员区中的确定。
车辆内的声音播放器可通过扬声器周期性地播放包括含有19KHz音频声脉冲的声信号的声音文件。在一个实施例中，声音文件可经配置以致使扬声器发出脉冲或哔哔声，所述脉冲或哔哔声为约10毫秒长且为在脉冲之间由约190ms的静寂分隔开的约19KHz正弦信号。在一些替代实例中，脉冲宽度可介于从约1ms到约500ms的范围内。可使脉冲宽度保持尽可能短，使得在每一时间周期中可发射较多脉冲。脉冲宽度的下限可通过移动装置中的音频接收器的特性而设定：如果脉冲宽度太短，那么可能不存在足以由麦克风登记的声音能量。在一些实施例中，已确定介于从约5ms到约10ms的范围内的脉冲宽度可提供足够强以由麦克风登记的信号，同时所述信号是足够短的以准许每秒多个脉冲。超声波脉冲之间的静寂周期也可是可配置的。举例来说，可基于脉冲的回响而确定约数十毫秒的下限。静寂周期可足够长，使得来自先前脉冲的所有回波可能已逐渐消失。在一些实施例中，超声波脉冲之间的静寂周期已设定为约50ms到约200ms。长周期静寂可是不理想的，这是因为长周期静寂可减少在任时间周期中所发射的超声波脉冲的数目。可使用约44.1KHz取样速率及32位浮点数格式来记录此声音文件。
存在声音文件可通过其引入到车辆的声音系统中以致使车辆声音系统发出声信号的数个机制。在一个实施例中，车载音频系统可使用软件混合器例程来将声信号添加到最终将通过扬声器播放的音频信号中。在示范性实施例中，为了较佳定位准确性，声信号可仅由前部两个扬声器(举例来说，由一或多个高频扬声器)发出。在另一实施例中，可(例如)通过将声信号混合到现有CD、数字音频/视频、流式音频及视频中而将声信号添加到音乐源。在另一实施例中，可将声信号添加到无线电、卫星、TV或因特网音频及/或视频广播。在又一实施例中，可将声信号添加到产生任何音频或视频输出的软件(例如iPhone、Android或车辆软件应用程序)。在一个实例中，iPhone或其它经连接装置可经由USB连接而发出声信号以通过车载音频系统进行播放。在另一实例中，iPhone或其它经连接装置经由蓝牙音频连接而发出声信号以通过车载音频系统进行播放。在又一实施例中，可将加密或其它安全技术并入到声信号中以防止未经授权方复制声信号或对声信号进行逆向工程设计。
将包括来自车辆外来源的声信号的音频文件引入到预先存在的车辆音频系统中可具有数个优点。此类优点可包含：
●可易于将音频声脉波集成到包含声音系统、音乐播放器、无线电广播、流式音频及视频的现有音频系统中。
●将系统集成到新车辆中的成本几乎为零。
●可存在较快投入市场时间，这是因为可迅速地将声信号并入到现有音乐广播及流式基础结构中而无需新硬件。
另外，经开发以检测声信号的软件可经设计以检测从车辆外来源供应的信号的特定特性。举例来说，手机可包含具有特定特性的声信号的音频文件，所述特定特性是例如超声波脉冲频率、超声波脉冲相位、超声波脉冲波形或包络、声信号周期或声信号工作循环。此文件可下载到车辆的声音系统以用于回放，如以上所揭示。手机中的软件可经特定设计以辨识由音频文件供应的声信号的特性，借此改善背景内的信号鉴别。
可认识到，被动定位方法可受可与声信号的特性匹配并锁定电话的音乐、噪声、对话或其它外部音频信号(音频干扰)影响。可以数种方式解决音频干扰，所述方式包含但不限于：
●增加声信号的功率；
●将定向发射技术应用于声信号；
●应用其中使超声波脉冲的频率变化的跳频技术；
●改变声信号的额外声特性，所述特性包含声信号的工作循环(超声波脉冲之间的等待时间周期)、声信号的周期、超声波脉冲的频率、超声波脉冲的振幅、超声波脉冲的相位或者其一或若干组合。
可进一步认识到，可以类似于在加密技术中使用轮换密钥的方式周期性地更改以上所揭示特性中的任一者。在另一替代方案中，包括声信号的声音文件可经加密以防止复制或逆向工程设计。
在实施例中，可将由移动装置的声接收器接收的声信号转换为电信号，且所述电信号包括关于声信号的声参数的信息。在实施例中，对电信号执行处理以确定移动装置的位置。在实施例中，本发明的系统及方法可包括执行必需信号处理的特定功能的声音播放器、声音记录器及/或声音滤波器，如关于图5所描述。此外，所描述的信号处理组件及功能可由位于移动装置内的处理器装置实施或由与移动装置通信的处理器装置实施。
然而，在被动检测方法中，移动装置必须不断地监视车辆的声环境，这是因为由发射器发出的超声波脉冲可在任时间发生。因此，处理器可持续地运行以评估声环境并检测一或多个超声波声脉波的发生。此持续较高处理器活动可导致电池耗费。可将数个机制并入到被动定位方法中以解决功率消耗问题，所述机制包含但不限于：
●在检测例程中引入等待或休眠周期，举例来说，仅周期性地监视电子装置的声环境(举例来说，监视或记录声环境达1秒且接着休眠达9秒)，借此仅检测声环境达10％的时间且节省电池功率达90％的时间；
●开发利用针对低功率消耗优化的软件包的用于移动装置的软件代码(举例来说，使用例如Android NDK(原生开发套件)等C/C++程序库来撰写软件，这与使用JavaAndroid程序库(Android SDK)相比将是具较大功率效率的)；
●将软件的一部分卸载到针对低功率消耗优化的专门硬件，例如DSP、音频编解码器；
●以较低处理器速度或频率运行软件；
●以处理器的较低功率门控选项运行软件；
●当软件不主动收听声音时停用外部电子组件(例如麦克风放大器及音频编解码器)(或致使此类组件进入休眠模式)；或
●以上技术的任一或若干组合。
图5展示用于移动装置定位的被动方法的实施例，所述被动方法解决了由移动装置对车辆的声环境进行持续评估的问题。
在图5中所描绘的方法600中，移动装置可周期性地对其声环境进行取样601。可认识到，在周期性取样步骤601期间，车辆的声发射器发出声信号，如以上所揭示。在一些实施例中，车辆声音系统可经配置以在车辆引擎运行时发射声信号。在替代实施例中，车辆声音系统可经配置以在车辆运动时发射声信号。在一个实例中，车辆声音系统可经配置以在车辆停止或停车时终止声信号的发射。
在一些实施例中，移动装置可遵循声取样协议以对声环境进行取样601达约1秒的周期且保持停用达约9秒。此取样协议可描述为具有约0.1Hz的取样协议频率，其中具有约10％的取样协议工作循环。替代取样协议可具有约0.5Hz到约0.01Hz的取样协议频率，其中具有约5％到约30％的取样协议工作循环。如果停用602由移动装置进行的声取样，那么移动装置不采取进一步动作。如果启用602由移动装置进行的声取样，那么移动装置可经配置以启用声音记录器603以按预定取样频率从声接收器捕获短记录。在一个实施例中，取样频率为约44.1KHz。在替代实施例中，取样频率可较大，举例来说处于约100KHz。此外，在实施例中，将所记录音频转换为双精确度浮点数阵列以供进一步分析。用于捕获记录的实施例的实例性代码如下所展示：
此外，在步骤605处，声音滤波器可应用集中于约19KHz处的窄带通滤波器以强调声信号。在一个实施例中，声音滤波器包括巴特沃斯(Butterworth)无限脉冲响应滤波器(巴特沃斯型IIR滤波器)。用于巴特沃斯型IIR滤波器的实例性代码如下所展示：
此外，IIR滤波器是滤波器实施方案的多个不同实施例中的一个实施例。取决于移动装置的特定操作系统、软件程序库及/或特定硬件资源，可视情况选择IIR及/或有限脉冲响应(FIR)滤波器类型。
在一个实施例中，声接收器(例如麦克风)将声信号记录为关于0轴的振荡。在步骤607处可从声音记录提取始终大于或等于0的音量值以用于高效分析目的。可通过计算声音音量的绝对值的7元素移动平均数而进行声音音量提取。声音音量提取的实施例的实例性代码如下所展示：
在替代实施例中，可使用较少处理器密集型算法来基于2元素移动平均数计算声音音量。此算法可增加计算的速度，这是因为可使用仅两个所存储值而非七个。2元素移动平均数的此实施例的实例性代码可包含：
soundVolume[i]＝max[abs(soundlnput[i]),abs(soundlnput[i-1])]
由于可能干扰、滤波假影、电子噪声及换能器失真，因此在步骤609处可需要从音量数据移除背景噪声。为移除背景噪声，可将固定阈值应用于音量数据的每一元素。如果音量数据小于阈值，那么可给音量数据指派值0。将阈值应用于音量数据的实例性代码如下所展示：
具有显著高于背景噪声的能量级的声音可称为脉冲、哔哔声或峰值且是用于在步骤611处识别脉冲的可能候选者。用于脉冲检测的方法可为根据以下所展示的实例性代码的固定阈值技术：
C++伪代码
针对脉冲检测可实施的实例性代码如下：
在步骤611处所执行的初始脉冲检测过程可产生声音脉冲的时间戳列表。作为先前步骤的部分，所述列表可通过根据在步骤613处所执行的脉冲减小选择过程消除极接近或极远离较早脉冲的声音脉冲而筛选。在一个实施例中，如果脉冲与先前脉冲或后继脉冲之间的时间差不在由最小值与最大值所规定的范围内，那么可从时间戳列表消除所述脉冲。因此，如果脉冲不在预定范围内，那么可将其确定为是较早脉冲的回响而非新脉冲。用于确定列表中的脉冲的时间差的实例性代码如下所展示：
根据以上针对方法步骤605、607、609、611及613所揭示的实施例，处理器可确定移动装置的声环境的在步骤603中所记录的声音是否包括由发射器发射的声信号。当记录被确定为包括由发射器发射的声信号时，接着可在步骤615中使用以下公式使用音速来计算移动装置的相对位置：
用于计算移动装置的相对位置的实施例的实例性代码如下所展示：
以上所展示的值“34”是以cm/ms为单位的音速。值“44.1”是以44.1KHz的取样频率在1毫秒中得到的音频样本数目。在替代实施例中，取样频率可较高，举例来说处于约100KHz。在此类替代实施例中，可改变代码，使得值“44.1”被“100”或与取样频率相关的其它值替换。
另外，存在随时间可导致不正确计算的距离的许多错误源。为消除统计离群值，在步骤617处可基于所计算距离而应用距离滤波，所述所计算距离可为依据当前值及一组有限历史值而得出的平均值。移动平均过程可以较低检测速度(约10秒)为代价而改善准确性。以下实例性代码图解说明移动平均滤波计算的一个实施例：
最后，在步骤619中，做出关于移动装置是否位于预定检测区(例如驾驶员区)中的确定。对于上文所展示的实施方案，当相对位置大于0时，可将移动装置视为在预定检测区中。在实施例中，这意味着如果相对放置是在车辆车厢的中点的左边，那么可将移动装置确定为在驾驶员座椅位置中。用于确定相对位置的实施例的实例性代码如下所展示：
替代实施例可使用不同准则来确定移动装置位于预定检测区中。根据替代计算，如果所计算相对距离小于零，那么将移动装置确定为在预定检测区(驾驶员侧)中。
一旦确定移动装置的位置，控制电路便可在发现所述位置处于预定检测区中的情况下致使抑制移动装置的一或多个功能。可抑制的功能可包含短信收发功能或与因特网通信相关的功能。在一个实例中，可更改移动装置的功能，举例来说，将语音通信配置为采用并入车辆中的免持系统。
在一个实施例中，即使在控制电路已抑制移动装置的一或多个功能之后，移动装置也可继续周期性地感测声环境并确定移动装置的位置。在替代实施例中，可实施与移动装置相关联的定时器，使得移动装置在定时器走完之前可中止感测声环境及确定移动装置的位置。在任一实施例中，当移动装置确定其不再位于预定检测区内时，可恢复移动装置的至少一个功能。
另外，以下描述上文关于图5的步骤605所论述的声音滤波器的各种实施例。在实施例中，可使用模拟电子组件(例如电容器、电阻器、电感器及放大器)来构建带通滤波器。无限脉冲响应(IIR)及有限脉冲响应(FIR)是两种常见类型的数字滤波器。取决于特定数学方程式，可使用以下滤波器来产生所要带通性质：
●巴特沃斯滤波器；
●契比雪夫(Chebyshev)滤波器；
●贝索(Bessel)滤波器；或
●椭圆滤波器。
还存在各种带通滤波器的许多常见电路实施方案，包含：
●萨伦-凯(Sallen-Key)滤波器；
●状态可变滤波器；
●双二次(Biquad)滤波器；
●多反馈带通滤波器；及
●双重放大器带通(DAPB)滤波器。
此外，可使用微处理器现场可编程门阵列(FPGA)或数字信号处理器(DSP)来实施声音滤波器的实施例。
另外，以下描述上文所论述的声音音量提取的实施例。可使用由振幅调制(AM)无线电接收器使用的解调制过程用于从超声波脉冲提取声音音量。因此，可使用AM无线电解调器的各种模拟实施方案来从19KHz超声波载波频率提取音量信息。以下是AM解调制技术的列表：
●由整流器及低通滤波器组成的包络检测器；
●晶体解调器；及
●乘积检测器。
另外，可使用希尔伯特变换(Hibert Transform)用于音量提取。此外，可使用专用专用集成电路或ASIC半导体芯片来检测来自音频信号的音量级。一个实例是由THAT公司制造的THAT 2252RMS-等级检测器芯片。
此外，以下描述如上文所论述的脉冲检测的实施例。脉冲检测可视为跨越各种学术领域而研究的问题。操作可为从噪声分离出称为声脉波的真实信号。用以从噪声分离声脉波的脉冲检测功能的一个实施例是在音量信息超过背景噪声的固定倍数时。根据本发明的脉冲检测的另一实施例涉及使用累积和(CUSUM)图。CUSUM可用于辨别与持续演进过程中的自然可变性的显著偏差。另外，可应用Otsu阈值来从噪声(背景)识别声脉波(前景)。所述算法假设声信号遵循由声脉波(前景)及噪声(背景)组成的双峰直方图。通过将每一时间片段划分成两个群组(声脉波及噪声)同时使每一群组内的变化最小化，即使在变化的噪声级的情况下也可可靠地识别声脉波。
另外，图5中所描绘的步骤中的一或多者可全部或部分地使用时间延迟交叉相关技术或相位相关而替换。可使用相位相关来计算在每一麦克风处所接收的声信号的相对延迟或相移。一旦确定麦克风的相移，便可确定声源的相对放置。
以下步骤图解说明来自两个麦克风s1与s2的声数据之间的相位相关计算：
●计算两个时间系列声信号s1、s2(分别为S1及S2)的傅里叶变换；
●计算第二经傅里叶变换信号S2的共轭复数，且接着将所述共轭复数与S1相乘以计算交叉功率频谱R；
●将逆傅里叶变换应用于R(产生信号r)；及
●由于傅里叶移位定理，因此将相移计算为r中的峰值。
一旦已确定相移，便可通过将相移乘以音速而计算相对位置。
在移动装置的相对位置的被动检测中可使用音速进行计算。以下图解说明计算过程的一个实施例。在图6的实例中，展示两个扬声器：左扬声器2001及右扬声器2003。在时间t0＝0处，左扬声器2001发出脉冲。在时间t0+tpulse+tsilence＝200ms处，右扬声器2003发出脉冲。tsilence设定为等于190ms。
两个扬声器2001、2003之间的中点距每一扬声器的距离为m。移动装置经计算为在左扬声器2001与右扬声器2003之间的中心点右边的距离d处。音速为v。移动装置到右扬声器2003的距离为(m-d)。移动装置到左扬声器2001的距离为(m+d)。
对于来自左扬声器的第一脉冲，其将是：
在t＝0+(m+d)/v处第一次检测(第一脉冲的上升边缘)
在t＝tpulse+(m+d)/v处最后检测(第一脉冲的下降边缘)
＝10+(m+d)/v
对于来自右扬声器的第二脉冲，其将是：
在t＝0+tpulse+tsilence+(m-d)/v处第一次检测(第二脉冲的上升边缘)
＝0+10+190+(m-d)/v＝200+(m-d)/v
在t＝0+tpulse+tsilence+tpulse+(m+d)/v处最后检测(第二脉冲的下降边缘)
＝210+(m-d)/v
测量两个脉冲之间(具体来说，从第一脉冲的下降边缘到第二脉冲的上升边缘)的静寂：
Tsilence＝第二脉冲的下降边缘–第一脉冲的上升边缘
＝200+(m-d)/v-(10+(m+d)/v)
Tsilence＝190-2d/v
Tsilence-190＝-2d/v
-0.5*(Tsilence-190)*v＝d
因此，可通过找出两个脉冲之间的静寂周期中的小移位而计算距中心点的相对距离d。
在以上实例中，相对放置为在两个扬声器2001、2003之间的中点的右边-14cm或14cm。以上所揭示计算仅是实例，因为其与具有如图6中所描绘的时序特性的声信号相关。可理解，相关计算可用于具有不同时序特性(例如脉冲宽度、脉冲之间的静寂长度及脉冲频率)的信号。
在以上所揭示的实施例中，针对移动装置的位置的计算是参考对应于车辆的驾驶员侧的预定检测区来说的。在以上所揭示的许多样本计算中，车辆的驾驶员侧视为车辆的左侧(对应于具有右侧行驶交通法的辖区，例如在美国)。因此，在以上所揭示的相对距离的计算中，负值可对应于驾驶员侧外部的区域，例如前排乘客侧。可理解，等效实施例、方法及计算可应用于右侧对应于车辆的驾驶员侧的车辆(用于具有左侧行驶交通法的辖区，举例来说，在英国)。在此类实施例中，举例来说，相对距离的负值可对应于与车辆的驾驶员侧对应的预定检测区。
另外，用于确定位于预定检测区中的移动装置的存在的方法包括：由多个发射器中的每一者将声信号发射到移动装置；由移动装置接收由多个发射器发射的每一声信号；由处理器基于由多个发射器发射且由移动装置接收的通信信号而确定移动装置的位置；确定移动装置的位置是否与预定检测区匹配；及在确定移动装置的位置与预定检测区匹配后即刻抑制移动装置的至少一个功能。声信号中的每一者包括处于约19kHz的至少一个超声波脉冲。
此外，移动装置的位置的确定可包括基于从移动装置到多个接收器中的每一者的距离而确定移动装置的位置，且移动装置到多个接收器中的每一者的距离可基于从移动装置所发射的声信号在多个接收器中的每一者处的接收时间差而确定。另外，确定移动装置的位置包括基于三角测量而确定移动装置的位置。
另外，声信号可由多个声发射器发射，其中具有允许基于声信号中所含有的信息而识别声发射器中的每一者的额外位置或识别信息。在一个实施例中，通过调制所发射声信号且接着使所接收信号与所发射声信号相关而使用脉冲压缩来编码信息。经调制声信号可根据特定参数而发射，使得信号处理与以上所描述的过程相同地或类似于以上所描述的过程而完成。
如以上所揭示，可基于移动装置接收到由车辆内的一或多个发射器发出的一或多个音频信号而在车辆内定位所述装置。在方法的一个实施例中，移动装置周期性地记录来自其声环境的声音并处理从所记录声音导出的数据。接着，移动装置可依据所述数据确定所记录声音包括音频信号，且接着使用来自所述音频信号的时序信息来确定移动装置在车辆内的位置。可认识到，在一些实施例中，由移动装置进行的周期性取样及由发射器进行的音频信号的发出两者可为自由运行且不相关的过程。因此，可能地，移动装置可在来自第一发射器的音频信号的发射与来自第二发射器的音频信号的发射之间的时间开始记录环境。除非来自第一发射器的音频信号(第一音频信号)可与来自第二发射器的音频信号(第二音频信号)区分开，否则移动装置内的软件可颠倒发射器的感测且因此不正确地计算其位置。因此，在一个实施例中，可根据一或多个音频特性而区分第一音频信号与第二音频信号。
图7描绘第一音频信号702及第二音频信号722的表示。第一音频信号702可包含在时间t0 706处开始且在时间t1 710处结束的超声波脉冲704。因此，超声波脉冲704可具有定义为时间t0 706与时间t1 710之间的差的脉冲宽度w1。超声波脉冲704可后续接着具有时间宽度w2的不应或静寂周期712，所述时间宽度w2对应于后续超声波脉冲704的开始与先前超声波脉冲704的结束时间t1之间的时间差。因此，超声波信号702可由包括脉冲宽度w1与不应周期宽度w2的和的周期T1表征。另外，第一音频信号702可由计算为(w1/T1)*100(在其期间发出超声波脉冲704的周期T1的百分比)的工作循环D1表征。
第二音频信号722可以类似于音频信号702的方式被表征。第二音频信号722可包含在时间t2 726处开始且在时间t3 730处结束的超声波脉冲724。因此，超声波脉冲724可具有定义为时间t2 726与时间t3 730之间的差的脉冲宽度w3。超声波脉冲724可后续接着具有时间宽度w4的不应或静寂周期732，所述时间宽度w4对应于后续超声波脉冲724的开始与先前超声波脉冲724的结束时间t3之间的时间差。因此，第二超声波信号722可由包括脉冲宽度w3与不应周期宽度w4的和的周期T2表征。另外，第二音频信号722可由计算为(w3/T2)*100(在其期间发出超声波脉冲724的周期T2的百分比)的工作循
环D2表征。第二音频信号722可相对于第一音频信号702以延迟时间td1发出。延迟时间td1可计算为第一音频信号702中的超声波脉冲704的开始706与第二音频信号722中的后续超声波脉冲724的开始726之间的时间(或t2与t0之间的差)。替代延迟时间td2可计算为第二音频信号722中的超声波脉冲724的开始726与第一音频信号702中的后续超声波脉冲704的开始706之间的时间(或t0+w1+w2与先前超声波脉冲724的t2之间的差)。可认识到，可根据信号的时序特性的差异而区分第一音频信号702与第二音频信号722。举例来说，第一音频信号702可具有长于或短于第二音频信号722的脉冲宽度w3的脉冲宽度w1。替代地，第一音频信号702可具有长于或短于第二音频信号722的不应周期w4的不应周期w2。在另一实例中，第一音频信号702可具有长于或短于第二音频信号722的工作循环D2的工作循环D1。在又一实例中，延迟时间td1可长于或短于延迟时间td2。在一些实施例中，第一音频信号702的周期T1及第二音频信号722的周期T2两者可为约125毫秒。然而，延迟时间td1可为约50毫秒，且延迟时间td2可为约75毫秒。以此方式，不管移动装置何时开始对声环境进行取样，均可区分第一音频信号702与第二音频信号722。
除以上所揭示的第一音频信号及第二音频信号的特性外，每一音频信号可根据超声波脉冲的中心频率及/或超声波脉冲的波包络而表征。图8描绘可并入到第一音频信号或第二音频信号中的超声波脉冲802的展开图。超声波脉冲802可表征为具有开始时间(t5)804及结束时间(t6)806。超声波脉冲802可进一步由等于t6与t5之间的差的脉冲宽度w5表征。超声波脉冲802可表征为具有描画超声波脉冲802在其整个脉冲宽度w5内的振幅的脉冲波包络。在一些实例中，超声波脉冲802可在整个脉冲宽度w5内基本上由平坦振幅表征。在其它实例中，在整个脉冲宽度w5内可将超声波脉冲802的振幅塑形。作为振幅塑形的实例，超声波脉冲802的振幅可在第1毫秒周期内从约零振幅斜升到最大振幅、可基本上保持处于最大振幅达约3毫秒、且其振幅可在额外1毫秒内从最大振幅斜降到约零振幅，借此形成梯形脉冲包络。其它振幅塑形可包含三角形脉冲包络、弯曲脉冲包络、抛物线脉冲包络、正弦脉冲包络或其一或若干组合。可认识到，可基于其中的相应超声波脉冲包络而区分第一音频信号与第二音频信号。
可认识到，当仅使用两个扬声器(举例来说，扬声器安装于车辆前部)时，可仅就车辆的左侧对车辆的右侧而定位移动装置在车辆内的位置。此一维定位(跨越车辆车厢的宽度维度)对于仅具有前驾驶员座椅及前乘客座椅的车辆可是充分的。然而，此系统针对具有前后座椅(或多于一个后座椅，如在一些厢式货车中可见)的车辆可不足以将移动装置定位于驾驶员座椅中。如果提供额外定位信息，那么可沿两个维度(沿车辆车厢的宽度及长度)定位移动装置。在一个实例中，额外定位信息可基于移动装置所接收的声信号的功率而确定。如以上所揭示，波的功率或信号强度随着接收器进一步移动远离发射器而变弱。如果发射器与接收器之间的距离为R，那么由接收器所感测的功率密度通过以下方程式而给出：
其中Su是接收功率密度，且Ps是来自发射器的功率。因此，可基于测量由扬声器发出的声信号的功率密度的值而沿车辆车厢的长度维度确定移动装置在车辆车厢内的位置。
图9图解说明用于确定移动装置1803在车辆车厢内的二维定位的替代实施例。图9与图4不同之处在于在车辆中部署有多于两个扬声器1805。在具有环绕声音系统的车辆中可存在此多个扬声器配置。可理解，如以上所揭示的用以定位移动装置的系统及方法可经扩展以包含多于两个扬声器。因此，多个扬声器1805中的每一者可发射唯一声信号，每一信号具有其自身时间及频率特性，如以上所揭示。在此系统及方法中，可通过确定移动装置距多个扬声器中的每一者的距离而沿两个维度在车辆车厢中定位所述装置。举例来说，可基于移动装置接收到由多个扬声器发射的多个声信号中的每一者的时间而确定所述距离。
认识到，声噪声可干扰仅基于声信号的接收的定位系统。举例来说，如果道路上的大量车辆依赖于车辆中的超声波发出装置来确定电话的位置，那么可能地，其中车窗或车门打开的车辆A可接收来自附近车辆B的超声波干扰。为防止来自附近声发射器的干扰，可利用以下技术：
●物理隔离及阻尼-可使用物理隔离，例如关闭车门、关闭车窗、经改善隔音法及改善电磁隔离以减小外部影响
●检测干扰-系统可经配置以检测外部干扰并通过应用不同方法来检测位置及定位而作出响应，或调整所发射声信号的声特性及类似地调整移动装置中的软件以对新声特性作出响应。
由于可易于产生声信号，因此可能地，用户可试图规避用于定位移动装置的声方法。这些尝试可包含但不限于：
●使用外部扬声器来播放可干扰声定位方法的声音；
●使用外部噪声产生器来遮蔽超声波声脉波的信号；及
●使用模拟声信号。
用以对抗此规避的尝试的方法可单独地或以组合方式包含：
●修改声信号的声特性；
●改变超声波脉冲的频率；
●改变超声波脉冲的相位；及
●编码或调制声信号。
如以上所揭示，在移动装置中通过仅周期性地对声环境进行取样可节省功率。然而，如果车辆内的发射器自由发射声信号，那么有可能移动装置可在声信号的发射之间或在声信号的发射内按时间周期对声环境进行取样。以此方式，移动装置可能不能够区分从一个发射器或扬声器发射的声信号与从另一发射器或扬声器发射的声信号。在一个实施例中，每一扬声器可发出具有不同于其它声信号的声特性的声信号。以此方式，由移动装置所检测的声信号的特性可用于识别哪一扬声器发出了特定声信号。在替代实施例中，移动装置可同步到声信号。以此方式，移动装置可相对于所有声信号的发射按预定时间对声环境进行取样。在一个实施例中，同步可通过移动装置接收到由也并入到车辆中的设备或装置产生的同步信号而完成。同步信号相对于由第一扬声器发出的第一声信号可具有预定延迟时间。因此，移动装置可在接收到同步信号后即刻开始记录来自声环境的声音。如以上所揭示，移动装置到扬声器的距离可通过移动装置接收到扬声器中的每一者所发出的声信号的延迟而确定。可认识到，同步信号应具有若干特性，使得不管移动装置在车辆内的位置如何，移动装置接收信号时可无明显延迟发生。图10中图解说明同步信号及声信号的适当特性。
图10图解说明用于将由移动装置进行的声信号的记录同步到声信号的发射的“闪光巨响”方法。图10图解说明产生雷鸣及闪电1004两者的雷暴1002。眼1006可检测到闪电1004的闪光，而耳1008可检测到雷鸣。可通过对在闪电的闪光与紧随其后的雷鸣的噼啪声(crack)之间通过的秒数进行计数并将所述数值除以5而粗略地计算人距雷暴1002的距离。所得数值大约指示人远离雷击的英里数。此方法基于光在大气中行进速度比声音快得多的事实：取决于气温，光以大约186,291英里/秒(299,800km/s)行进，而音速仅为约1,088英尺/秒(332米/秒)。RF波大约以光速行进。因此，不管移动装置在车辆内的位置如何，基于RF发射的同步信号在由移动装置接收时将不具有明显延迟。
图11图解说明符合此方法的其中同步信号由与车辆相关联的设备发出的系统。图10图解说明移动装置1803位于其中的车辆。如以上所揭示，系统包含可发出声信号的发射器1805(例如扬声器)。另外，系统可包含经配置以发出RF信号1104的额外RF信号发射器1102。在一些实施例中，RF信号发射器1102可包括经配置以发射RF信号1104(例如蓝牙智能无线消息)的启用蓝牙的MCU装置。以RF信号1104发射的蓝牙无线消息几乎以光速行进且可由电话接收，其中具有特定(尽管小)等待时间。此蓝牙消息可通知车辆中的移动装置一或多个声信号(包括超声波脉冲)可由扬声器发出，其中具有来自蓝牙消息的已知延迟。以此方式，蓝牙广播消息可包括同步信号。一旦电话接收到消息，电话将开始记录并分析超声波脉冲。
如图11中所图解说明，实施例可包含硬件，所述硬件包含至少两个扬声器1805及一个启用蓝牙的MCU 1102。可利用简单放大器使用PWM输出来驱动扬声器1805。MCU1102需要极小处理能力，这是因为大部分蓝牙智能SOC(例如日耳曼半导体公司(Nordic Semi)的nrf51822或德州仪器公司(Texas Instrument)的CC2540)能够执行所有所需功能性。那些蓝牙SOC的量产成本通常为$2.0。在方法的实施例中：
●MCU 1102可发出蓝牙智能广播消息1104；在广播之后的固定时间之后，可依序从左扬声器1805及右扬声器1805发射超声波脉冲；
●一旦移动电话1803已接收到广播消息1104，移动电话1803便可(举例来说)根据以上在图5中所揭示的方法开始声音记录；
●由于蓝牙智能的等待时间是众所周知的，因此体现于编程到移动装置1803中的软件中的方法将与扬声器1805产生超声波脉冲同步；
●因此，可基于超声波脉冲的预期到达时间而应用用于处理声信号的极具侵攻性且敏感的检测算法；
●移动装置1803记录来自左扬声器1805及右扬声器1805的超声波脉冲的到达时间并计算距离。
图12图解说明与以上所揭示的实施例相关联的特征的时序图。车辆可包含如硬件时间线1202所图解说明而一起操作的硬件。移动装置可根据装置时间线1240从硬件接收多个信号。在硬件时间线1202中，在时间t＝0处，启用蓝牙的MCU可发出同步信号1204。在一些实例中，同步1204可包含蓝牙智能广播消息1104(图11)。在发射同步信号1204之后的某一时间(举例来说，在t＝50毫秒处)，第一扬声器可发出第一声信号704。此后，第二扬声器可发出第二声信号724(举例来说，在t＝100毫秒处)。在装置时间线1240中，移动装置可接收1244同步信号。作为响应，在延迟时间之后，移动装置可开始记录1246来自声环境的声音(在稍晚于时间t＝0的某一时间t’＝0处，时间t＝0对应于启用蓝牙的MCU可发出同步信号1204的时间)。此后，移动装置记录1248第一声信号且接着记录1250第二声信号。在完成记录之后的某一时间1252处，移动装置停用记录功能并开始处理从声环境所记录的信号。
此实施例的优点可包含以下各项：
●所述系统极大地降低了硬件中的处理要求；举例来说，$2.0蓝牙+ARM CortexMO SOC可是足够的；
●所述系统极大地改善了移动电话的电池寿命；由于蓝牙智能或蓝牙低功耗(Bluetooth Smart or Low Energy)是高效的，且电话仅按需要仅记录及分析麦克风数据，因此电池耗费量可保持为最小值；
●蓝牙智能不需要配对；
●由于所述系统同步到超声波脉冲的到达时间，因此检测及分析方法的软件实施例可使用较具侵攻性检测准则来改善敏感性而不增加误肯定检测；
●所述系统极大地降低了硬件复杂性且因此可产生较快投入市场时间；
●所述系统较易于集成到车辆中，这是因为所述系统及方法几乎不需要由车辆的处理器进行处理且扬声器及蓝牙智能收发器可为新型小汽车的标准特征；及
●所述系统可易于安装而不需要专业安装人员。
如以上所揭示，所述实施例有利地使复杂性及处理要求最小化且因此可降低相关联硬件成本。成本降低可因以下考虑因素发生：
●不需要繁重的处理；可代替单独蓝牙($2.0)及昂贵处理器($8到$12)而使用为$2.0的用于蓝牙及处理器的单芯片解决方案；
●不需要将额外麦克风添加到车辆硬件；及
●包含所述硬件组件的实际电路可具有减小的电路板区域。
以下表1中呈现材料清单(BOM)的实例。
表1
系统的额外财务优点可包含：
●针对与用以检测移动装置在车辆中的位置的系统相关联的硬件，当前财务模型以$73的单位成本预测76百万美元的NPV。如果单位成本降低到$20，那么NPV为203百万美元。仅基于成本节省，这将使公司估价增加267％。
●由于所述技术较简单，因此其改善投入市场时间且增加采用速度。此新技术应降低产品风险。将贴现率从25％降低到20％以反映此去风险将使NPV从203百万美元增加到253百万美元。
●关于售后，基于本文中所揭示的实施例的系统应不需要专业安装。此将增加利润率。
在一些情况下，未持有移动装置的人或持有呈关闭状态或呈飞航模式的移动装置的人可进入车辆。包含用以确定在车辆附近是否存在有源移动装置的方法将是有用的。如果车辆硬件及系统可确定用以定位移动装置的方法是否是不必要的，那么可实现处理及功率节省。以上揭示内容描述结合无线电波技术的基于声音的定位技术。在一个实施例中，无线电波技术(例如蓝牙、蓝牙智能/低功耗或NFC)可用于准许基于车辆的电子器件来确定移动装置是否紧密接近于车辆。一旦基于车辆的电子器件确定移动装置在车辆附近，那么基于车辆的电子器件可启用基于声音的定位技术以确定移动装置的精确位置以及移动装置是否在驾驶员区域中。
无线电技术可单独地或以组合方式包含以下技术中的一或多者以确定电子装置是否在车辆附近：
●无线电信号的存在；
●无线电信号(RSSI)的强度或振幅；
●无线电信号的相移；及
●无线电信号的频移。
在替代实施例中，基于车辆的电子器件可经由声音定位而确定接近车辆的移动装置的存在。一旦移动装置被确定为接近车辆或在车辆内，便可确定移动装置相对于预定检测区的位置。
以上所揭示的系统及方法已考虑识别单个移动装置在车辆内的位置的问题。认识到，在车辆中可存在多名人员，每人拥有一或多个移动装置。图13图解说明可类似地以声方式定位车辆内的多个移动装置1803。可理解，由发射器1805发射的声信号可被所有移动装置1803接收，且每一移动装置可据此确定其在车辆内的位置。尽管图13中未描绘，但可进一步理解，包含同步信号的使用的定位技术(如图11中所描绘且如以上所揭示)可类似地准许多个移动装置确定其在车辆内的相应位置。
在另一实施例中，多个移动装置在车辆内的位置及识别可基于由移动装置发出的无线信号而确定。图14图解说明此系统。在一个实例中，移动装置1803中的每一者可接收来自发射器1805的声信号并确定其在车辆内的位置。在一些实施例中，移动装置1803中的每一者可接着经由无线连接将其相应位置发射到车辆内的电路或电装置1402。另外，电装置1402可并入有蜂窝式电话检测器。蜂窝式电话检测器可利用以下事实：任何手机均周期性地发出多个无线信号以经由蜂窝式网络、WIFI、蓝牙、蓝牙智能、NFC等通信。以此方式，电装置1402可通过监视移动装置1803的发射而被动地确定车辆内的一或多个移动装置1803的存在。替代地，电装置1402可并入有标准WIFI探查技术或包装分析仪。为通过手机的蓝牙连接而检测所述手机，电装置1402可实施蓝牙智能收听器功能以扫描附近的具备蓝牙智能(或蓝牙低功耗)功能的装置。图15图解说明可通过蓝牙低功耗扫描仪应用程序(举例来说，作为实例，实施于iPhone上)而检测以检测附近装置的装置。图15图解说明通过蓝牙检测到至少2个iPhone及1个iPad。
返回到图14，可理解，关于一或多个移动装置在车辆内的位置的信息以及其识别信息也可与在车辆外部的装置共享。在此系统1400的一个实施例中，由车辆内的电装置1402接收的信息可通过一或多个无线通信协议(例如蜂窝式电话通信协议)转送到计算机云计算系统1404，且结果可存储于一或多个服务器1406的存储器组件中。服务器1406可包括一或多个处理器及一或多个暂时性及/或非暂时性存储器。来自一或多个移动装置的位置及识别信息可存储于驻存于一或多个服务器1406的存储器组件中的数据库中。
除移动装置在车辆内的位置外，信息还可包含关于移动装置的识别信息，所述识别信息包含但不限于MAC地址、驻存于装置上的应用程序列表及与装置的使用相关的信息。如果电装置1402另外连接到ODB-11(车载诊断系统)接口，那么电装置1402还可能够使驾驶性能与拥有经识别移动装置的驾驶员相关。举例来说，电装置1402可接收车辆信息，例如速度、制动、传感器信息、从ODB-11端口可获得的诊断及其它信息。额外优点是电装置1402还可通过车辆电力系统供电，且不需要额外电力供应器。
用户可经由一或多个通信接口存取服务器1406上所存储的信息。在一些实施例中，服务器1406可包含用以将移动装置信息的存取限制到经授权用户的操作。经授权用户可包含执法用户、保险用户及健康照护用户。举例来说，保险提供者可使用此信息来设定基于个人化用途的保险费率的保险费。保险提供者可使用的信息可包含但不限于哪一驾驶员正驾驶车辆以及驾驶员的驾驶性能(依据ODB-11信息)。
此信息可经收集并存储于后端数据库中。可根据任何标准机制而限制存取，所述标准机制包含但不限于使用识别符名、密码、生物特征令牌(例如所扫描指纹)、一次性密码令牌及类似物。接着，服务器1406可确定所接收安全令牌或识别符是有效的并准许对信息的存取。
在额外实施例中，电装置1402可将一或多个消息往回发射到已定位到预定检测区(举例来说，在车辆的驾驶员侧处)的移动装置1803。此消息可包含基于ODB-11信息的关于车辆的状态的信息。作为一个实例，如果车辆以自动驾驶模式运行，那么可将用以指示自动驾驶模式无法解决的潜在危险的文本消息转送到驾驶员。此警告消息可包含驾驶员应重新开始手动控制车辆的请求。
图16图解说明替代实施例1600。在实施例1600中，移动装置1803中的每一者将其自身数据通过一或多个无线通信协议(例如蜂窝式电话通信协议)发射到计算机云系统1602，且结果可存储于一或多个服务器1604的存储器组件中。服务器1604可包括一或多个处理器及一或多个暂时性及/或非暂时性存储器。来自一或多个移动装置的位置及识别信息可存储于驻存于一或多个服务器1604的存储器组件中的数据库中。除移动装置在车辆内的位置外，信息还可包含关于移动装置的识别信息，所述识别信息包含但不限于MAC地址、驻存于装置上的应用程序列表及与装置的使用相关的信息。用户可经由一或多个通信接口存取服务器1604上所存储的信息。在一些实施例中，服务器1604可包含用以将移动装置信息的存取限制到经授权用户的操作。经授权用户可包含执法用户、保险用户及健康照护用户。可根据任何标准机制而限制存取，所述标准机制包含但不限于使用识别符名、密码、生物特征令牌(例如所扫描指纹)、一次性密码令牌及类似物。接着，服务器1604可确定所接收安全令牌或识别符是有效的并准许对信息的存取。
在替代实施例中，移动装置在车辆内的位置可基于其它传感器而确定。图17图解说明基于地磁通量的测量而确定移动装置1803在车辆中的位置的方法1700。此方法1700可不需要车辆内的额外硬件且可替代地依赖于集成于移动装置1803中的磁力计以检测由车辆的车身所致的自然地磁通量1704的改变1706。易于理解，某些类型的金属(例如铁金属)可更改磁通量线。典型车辆按重量65％为钢。车辆中的额外钢含量(举例来说，如在引擎块1702、车架及底盘中可见)可致使入射自然地磁通量线1704弯曲1706。可计算或测量车辆的磁力图以确定车辆内的位置可如何与磁通量线的改变相关。由于车辆具有大量金属材料且在驾驶员或乘客座椅附近的金属结构之间存在不对称性，因此存在磁场读数的差异，所述磁场读数在确定电子装置是否在驾驶员区中可是有用的。因此，此磁力图可用于识别驾驶员区。举例来说，此系统已实施为使用电话中的磁力计来感测移动装置1803位于其中的钢/铁结构的室内导航技术的部分。当结构中存在大量钢时，可改善位置准确性。
如以上所揭示，可基于来自移动装置的无线发射的声发射器、磁性传感器或检测器而确定移动装置的定位。替代地，可采用基于信标的系统，其中信标可放置于车辆内，且移动装置可确定距每一信标的距离。此系统类似于室内GPS系统。图18图解说明此基于信标的系统1850的类属描绘。如图18中所图解说明，多个信标1840可安置于车辆内。接着，移动装置1803可确定其相对于信标中的每一者的位置。基于信标的定位系统的实例可包含以下各项中的一或多者或以下各项的组合：
●磁性信标-由磁铁或具有特定磁性特征的组件制成的一或多个信标可放置于车辆内部以给出不同位置的不同磁性特征。手机可检测磁性特征的差异并确定其位置。
●声音信标-由可听或非可听声音的发出装置制成的一或多个信标可经放置以经由定位技术(例如飞越时间、都卜勒(Doppler)移位计算)而提供用于手机的定位信号。
●光信标-由人可见或非可见光的发出装置制成的一或多个信标。
●化学信标-将特定化学品释放到其周围环境的一或多个信标。
●压力信标-改变附近区域的气压的信标。
●机械信标-提供特定机械性质(例如振动)的信标。
●无线电信标-以频率200MHz到50GHz发出电磁能量的信标。
可认识到，组合声、wifi及基于信标的技术可一起用于经改善定位准确性。举例来说，无线技术可用于确立移动装置的近似位置。超声波传感器可用于提供精确或精细位置确定。另外，磁性技术以及GPS及定位技术可提供较细化信息。
结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性功能元件、逻辑块、模块、电路及处理器可视情况利用适当处理器装置、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合来实施或执行。如本文中所描述，处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为经设计以执行适当功能的任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可为计算机系统的部分，所述计算机系统还具有与用户接口通信且接收由用户输入的命令的用户接口端口、具有存储包含在处理器的控制下操作的程序的电子信息且经由用户接口端口而通信的至少一个存储器(例如，硬驱动器或其它可比较存储装置以及随机存取存储器)，且具有经由任何种类的视频输出格式而产生其输出的视频输出。
结合本文中所揭示的实施例所描述的各种功能元件、逻辑块、模块及电路元件的功能可通过使用专用硬件以及能够与适当软件相关联地执行软件的硬件而执行。当由处理器提供时，所述功能可由单个专用处理器、单个共享处理器或多个个别处理器提供，所述个别处理器中的一些个别处理器可被共享。此外，术语“处理器”或“模块”的明确使用不应解释为排他地是指能够执行软件的硬件，且可暗指包含但不限于DSP硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及非易失性存储装置。还可包含常规及/或定制的其它硬件。类似地，各图所展示的任何开关仅是概念性的。开关的功能可通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制与专用逻辑的交互而执行或甚至手动地执行，特定技术可由实施者选择，如从上下文较明确地理解。
结合本文中所揭示的实施例所描述的各种功能元件、逻辑块、模块及电路元件可包括用于执行软件程序指令的处理单元以提供用于本文中所描述的系统及方法的计算及处理操作。处理单元可负责执行移动装置与适当系统的其它组件之间的各种语音及数据通信操作。尽管处理单元可包含单个处理器架构，但可了解，根据所描述实施例，任何适合处理器架构及/或任何适合数目个处理器。在一个实施例中，处理单元可使用单个集成式处理器实施。
结合本文中所揭示的实施例所描述的各种功能元件、逻辑块、模块及电路元件的功能还可在由处理单元执行的计算机可执行指令(例如软件)、控制模块、逻辑及/或逻辑模块的一般上下文中实施。通常，软件、控制模块、逻辑及/或逻辑模块包含经布置以执行特定操作的任何软件元件。软件、控制模块、逻辑及/或逻辑模块可包含执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。软件、控制模块、逻辑及/或逻辑模块及技术的实施方案可存储于一些形式的计算机可读媒体上及/或跨越一些形式的计算机可读媒体而发射。就此来说，计算机可读媒体可为可用于存储信息且可由计算装置存取的任一或若干可用媒体。还可在其中由通过通信网络连结的一或多个远程处理装置执行操作的分布式计算环境中实践一些实施例。在分布式计算环境中，软件、控制模块、逻辑及/或逻辑模块可位于包含存储器存储装置的本地及远程计算机存储媒体两者中。
另外，将了解，本文中所描述的实施例图解说明实例性实施方案，且功能元件、逻辑块、模块及电路元件可以符合所描述实施例的各种其它方式实施。此外，由此类功能元件、逻辑块、模块及电路元件执行的操作可组合地及/或单独地用于给定实施方案，且可由较大数目个或较少数目个组件或模块执行。如所属领域的技术人员在阅读本发明后即刻将了解，本文中所描述及所图解说明的个别实施例中的每一者具有在不背离本发明的范围的情况下可易于与其它数个方面中的任一方面的特征分离或组合的离散组件及特征。可以所叙述的事件的次序或以逻辑上可能的任何其它次序执行任何所叙述方法。
值得注意的是，对“一个实施例”或“实施例”的任何提及意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个实施例中。在本说明书中出现的短语“在一个实施例中”或“在一个方面中”未必全部是指同一实施例。
除非另有具体陈述，否则可了解，例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等等术语是指计算机或计算系统或类似电子计算装置(例如通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合)的如下动作及/或过程：将在寄存器及/或存储器内的表示为物理数量(例如，电子)的数据操纵及/或变换为在存储器、寄存器或其它此类信息存储、发射或显示装置内的类似地表示为物理数量的其它数据。
值得注意的是，可使用表述“经耦合(coupled)”及“经连接(connected)”连同其衍生词来描述一些实施例。这些术语并非打算为彼此的同义词。举例来说，可使用术语“经连接”及/或“经耦合”来描述一些实施例以指示两个或多于两个元件彼此直接物理或电接触。然而，术语“经耦合”还可意指两个或多于两个元件并非彼此直接接触，但仍彼此协作或交互。关于软件元件，举例来说，术语“经耦合”可指接口、消息接口、应用程序接口(API)、交换消息等等。
将了解，所属领域的技术人员将能够构想出(尽管本文中未明确地描述或展示)体现本发明的原理且包含于本发明的范围内的各种布置。此外，本文中所叙述的所有实例及条件语言主要打算辅助读者理解本发明中所描述的原理及有助于深化技术的概念，且将解释为不限于此类具体叙述的实例及条件。此外，本文中叙述原理、方面及实施例以及其特定实例的所有陈述打算涵盖其结构及功能等效物两者。另外，此类等效物打算包含当前已知等效物及未来开发的等效物(即，不管结构如何，执行相同功能的任何所开发元件)两者。因此，并非打算将本发明的范围限制于实例性方面以及本文中所展示及所描述的方面。而是，本发明的范围由所附权利要求书体现。
在本发明的上下文中(尤其在所附权利要求书的上下文中)所使用的术语“一(a)”及“一(an)”及“所述(the)”以及类似指代物应解释为涵盖单数形式及复数形式两者，除非本文中另有指示或上下文明确否定。本文中的值的范围的叙述仅打算用作个别地指归属于所述范围内的每一单独值的简写方法。除非本文中另有指示，否则将每一个别值并入到说明书中，犹如其在本文中个别地叙述一般。可以任何适合次序执行本文中所描述的所有方法，除非本文中另有指示或上下文另有明确否定。本文中所提供的任何及全部实例或实例性语言(例如，“例如”、“在情形中”、“以实例方式”)的使用仅打算更好地阐明本发明且不构成另外主张的对本发明的范围的限制。不应将说明书中的任何语言解释为指示对本发明的实践必不可少的任何非主张元素。进一步注意，权利要求书可经草拟以排除任何选用元件。因此，此陈述打算结合权利要求书元素的叙述或消极限制的使用用作此类排他性术语(如仅(solely)、仅(only)等等)的使用的前置基础。
本文中所揭示的替代元件或实施例的分组不应解释为限制。每一群组成员可个别地或以与群组中的其它成员或本文中发现的其它元件的任何组合方式提及或主张。预期，群组中的一或多个成员可出于方便及/或专利要件原因包含于群组中或从群组删除。
虽然如以上所描述已图解说明实施例的某些特征，但所属领域的技术人员现在将能想出许多修改、替代、改变及等效形式。因此，应理解，所附权利要求书打算涵盖归属于所揭示实施例的范围内的所有此类修改及改变。
以下经编号条款中描述各种实施例：
1.一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的系统，所述系统包括：移动装置，其包括处理器，其中所述移动装置经配置以周期性地记录来自声环境的声音，且其中所述处理器经配置以：确定所述周期性记录的声音包含包括第一超声波脉冲的周期性记录的第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
2.根据条款1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
3.根据条款1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
4.根据条款1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
5.根据条款1所述的系统，其中所述第一声信号具有第一声特性且所述第二声信号具有第二声特性。
6.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性不同于所述第二声特性。
7.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括声信号周期。
8.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲宽度。
9.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括声信号工作循环。
10.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲中心频率。
11.根据条款5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲形状。
12.根据条款1所述的系统，其中所述处理器进一步经配置以：依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的功率及所述第二声信号的功率；及基于所述第一声信号的所述功率及所述第二声信号的所述功率而确定所述移动装置在所述车辆内的位置。
13.一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的方法，所述方法包括：由包括处理器的所述移动装置周期性地记录构成声环境的多个声音；由所述处理器确定所述周期性记录的声音包含包括第一超声波脉冲的周期性记录的第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；由所述处理器依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；由所述处理器基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及由所述处理器确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
14.根据条款13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
15.根据条款13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
16.根据条款13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
17.根据条款13所述的方法，其进一步包括：确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有第一声特性的第一超声波脉冲；及确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有第二声特性的第二超声波脉冲。
18.根据条款13所述的方法，其进一步包括：确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有介于15kHz到60kHz的范围内的频率的第一超声波脉冲；及确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有介于15kHz到60kHz的范围内的频率的第二超声波脉冲。
19.根据条款13所述的方法，其进一步包括：确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有介于10kHz到21kHz的范围内的频率的第一超声波脉冲；及确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有介于10kHz到21kHz的范围内的频率的第二超声波脉冲。
20.根据条款13所述的方法，其进一步包括：依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的功率及所述第二声信号的功率；及基于所述第一声信号的所述功率及所述第二声信号的所述功率而确定所述移动装置在所述车辆内的位置。
21.一种用于确定位于车辆内的预定检测中的移动装置的存在的方法，所述方法包括：由移动装置接收无线同步信号；在接收到所述无线同步信号后即刻由包括处理器的所述移动记录构成声环境的多个声音；由所述处理器确定所述多个声音的所述记录包含包括第一超声波脉冲的所记录第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；由所述处理器依据所述所记录声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；由所述处理器基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及由所述处理器确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
22.根据条款21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
23.根据条款21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
24.根据条款21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
25.根据条款21所述的方法，其中由移动装置接收无线同步信号包括：由所述移动装置接收包括所述同步信号的蓝牙广播消息。
26.一种将至少一个移动装置在车辆内的位置提供到接收者的方法，所述方法包括：由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据，其中来自所述移动装置的所述数据包括所述移动装置在车辆内的位置；由所述服务器处理器将来自所述移动装置的所述数据存储于所述服务器存储器中；及由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者。
27.根据条款26所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据进一步包括：由服务器接收来自所述移动装置的识别数据。
28.根据条款26所述的方法，其中由所述服务器处理器将所述移动装置数据存储于所述服务器存储器中包括：由所述服务器处理器将所述移动装置数据存储于所述服务器存储器中所存储的数据库中。
29.根据条款26所述的方法，其中由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者包括：由所述服务器处理器经由所述通信接口接收来自所述接收者的安全令牌；由所述服务器处理器确定所述安全令牌是有效安全令牌；且由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者。
30.根据条款26所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据包括：由包括处理器及存储器的服务器经由无线通信协议接收来自所述移动装置的数据。
31.根据条款30所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据包括：由包括处理器及存储器的服务器经由蜂窝式电话通信协议接收来自所述移动装置的数据。

Claims (31)

1.一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的系统，所述系统包括：
移动装置，其包括处理器，其中所述移动装置经配置以周期性地记录来自声环境的声音，且
其中所述处理器经配置以：
确定所述周期性记录的声音包含包括第一超声波脉冲的周期性记录的第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；
依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；
基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及
确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
2.根据权利要求1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
3.根据权利要求1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，所述处理器即刻进一步经配置以致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一声信号具有第一声特性且所述第二声信号具有第二声特性。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性不同于所述第二声特性。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括声信号周期。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲宽度。
9.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括声信号工作循环。
10.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲中心频率。
11.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一声特性及所述第二声特性独立地包括超声波脉冲形状。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步经配置以：
依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的功率及所述第二声信号的功率；及
基于所述第一声信号的所述功率及所述第二声信号的所述功率而确定所述移动装置在所述车辆内的位置。
13.一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的方法，所述方法包括：
由包括处理器的所述移动装置周期性地记录构成声环境的多个声音；
由所述处理器确定所述周期性记录的声音包含包括第一超声波脉冲的周期性记录的第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；
由所述处理器依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；
由所述处理器基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及
由所述处理器确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
17.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有第一声特性的第一超声波脉冲；及
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有第二声特性的第二超声波脉冲。
18.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有介于15kHz到60kHz的范围内的频率的第一超声波脉冲；及
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有介于15kHz到60kHz的范围内的频率的第二超声波脉冲。
19.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第一声信号，所述周期性记录的第一声信号包括具有介于10kHz到21kHz的范围内的频率的第一超声波脉冲；及
确定所述周期性记录的声音包括周期性记录的第二声信号，所述周期性记录的第二声信号包括具有介于10kHz到21kHz的范围内的频率的第二超声波脉冲。
20.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
依据所述周期性记录的声音而计算所述第一声信号的功率及所述第二声信号的功率；及
基于所述第一声信号的所述功率及所述第二声信号的所述功率而确定所述移动装置在所述车辆内的位置。
21.一种用于确定位于车辆内的预定检测区中的移动装置的存在的方法，所述方法包括：
由移动装置接收无线同步信号；
在接收到所述无线同步信号后，即刻由包括处理器的所述移动记录构成声环境的多个声音；
由所述处理器确定所述多个声音的所述记录包含包括第一超声波脉冲的所记录第一声信号及包括第二超声波脉冲的第二声信号；
由所述处理器依据所述所记录声音而计算所述第一声信号的第一到达时间及所述第二声信号的第二到达时间；
由所述处理器基于所述第一到达时间及所述第二到达时间而确定所述移动装置在所述车辆内的位置；及
由所述处理器确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配。
22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置抑制所述移动装置的至少一个功能。
23.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置更改所述移动装置的至少一个功能的活动。
24.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括：在确定所述移动装置的所述位置与所述预定检测区匹配后，即刻由所述处理器致使所述移动装置向所述移动装置的用户发出通知。
25.根据权利要求21所述的方法，其中由移动装置接收无线同步信号包括：由所述移动装置接收包括所述同步信号的蓝牙广播消息。
26.一种将至少一个移动装置在车辆内的位置提供到接收者的方法，所述方法包括：
由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据，其中来自所述移动装置的所述数据包括所述移动装置在车辆内的位置；
由所述服务器处理器将来自所述移动装置的所述数据存储于所述服务器存储器中；及
由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者。
27.根据权利要求26所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据进一步包括：由服务器接收来自所述移动装置的识别数据。
28.根据权利要求26所述的方法，其中由所述服务器处理器将所述移动装置数据存储于所述服务器存储器中包括：由所述服务器处理器将所述移动装置数据存储于所述服务器存储器中所存储的数据库中。
29.根据权利要求26所述的方法，其中由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者包括：
由所述服务器处理器经由所述通信接口接收来自所述接收者的安全令牌；
由所述服务器处理器确定所述安全令牌是有效安全令牌；及
由所述服务器处理器经由通信接口将来自所述移动装置的所述数据提供到所述接收者。
30.根据权利要求26所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据包括：由包括处理器及存储器的服务器经由无线通信协议接收来自所述移动装置的数据。
31.根据权利要求30所述的方法，其中由包括处理器及存储器的服务器接收来自移动装置的数据包括：由包括处理器及存储器的服务器经由蜂窝式电话通信协议接收来自所述移动装置的数据。
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