CN110011747B - 一种广播系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种广播系统，包括：中央控制器、定点设置的音频播放器以及可穿戴音频接收器，音频播放器、可穿戴音频接收器分别与中央控制器建立通信连接，音频播放器，用于播放音频信号，音频信号中包括超声波信号，可穿戴音频接收器，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据超声波信号，确定佩戴用户所在的位置信息，并将位置信息和语音信号发送给中央控制器，中央控制器，用于根据接收的位置信息和语音信号控制音频播放器播放语音信号。与现有技术相比，本方案可以根据超声波信号确定佩戴用户的位置信息，根据位置信息控制相应的音频播放器播放需要的语音信号，既充分利用了资源，又可以根据位置信息实现智能区域的广播。

Description

一种广播系统
技术领域
本发明实施例涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种广播系统。
背景技术
现代大型场馆及会场通常会部署大型广播系统以供使用。传统的广播系统采用全局广播或在人工控制下分区域广播，在特定场景如展览中讲解员为参观者讲解时无法使用，只能依靠额外的扩音设备，广播效果不好且不能利用已有的广播系统，对资源造成了浪费。
针对上述问题，现有技术进行了一定的改进，利用射频信号对特定场景中的音频接收终端进行定位，根据定位信息控制音频的播放，这种技术的实现需要额外部署射频系统，改造周期长且成本较高，而且射频信号容易受到其他无线设备的干扰，广播效果差。
发明内容
本发明实施例提供一种广播系统，以实现智能区域广播。
本发明实施例提供一种广播系统，包括：中央控制器、定点设置的音频播放器以及可穿戴音频接收器，所述音频播放器、所述可穿戴音频接收器分别与所述中央控制器建立通信连接，
所述音频播放器，用于播放音频信号，所述音频信号中包括超声波信号；
所述可穿戴音频接收器，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据所接收音频信号中的超声波信号，确定所述佩戴用户所在的位置信息，并将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器；
所述中央控制器，用于根据接收的位置信息和语音信号控制所述位置信息所在区域内的音频播放器播放所述语音信号。
进一步的，所述可穿戴音频接收器，包括：信号采集模块、信号发送模块和信号处理模块，所述信号采集模块和所述信号发送模块分别与所述信号处理模块连接，
所述信号采集模块，用于采集所述音频播放器播放的音频信号和所述佩戴用户的语音信号；
所述信号处理模块，用于对采集的音频信号滤波，获取所述音频信号中的超声波信号，并根据所述超声波信号确定所述佩戴用户所在的位置信息；
所述信号发送模块，用于将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器。
进一步的，所述音频播放器包括扬声器集群，所述扬声器集群用于根据所述中央控制器的控制，播放音频信号。
进一步的，所述信号处理模块，具体用于，
对采集的各音频信号滤波，获取各音频信号中的超声波信号；
针对每个超声波信号，根据所述超声波信号中的扬声器标识查找扬声器拓扑结构图，确定对应扬声器的位置信息，所述扬声器拓扑结构图用于存储扬声器标识和对应的位置信息；
根据所述超声波信号确定所述佩戴用户与对应扬声器的距离；
根据所述距离和对应扬声器的位置信息确定所述佩戴用户所在的位置信息。
进一步的，所述信号处理模块，具体用于，
根据采集的各音频信号的时间，将所述扬声器集群分为至少两组；
针对每一组扬声器，根据采集的组内各音频信号的时间，确定所述佩戴用户与组内各扬声器之间的距离差；
根据各所述距离差以及组内各扬声器之间的距离确定组内扬声器所在区域的中心点与所述佩戴用户的夹角；
根据所述夹角确定所述佩戴用户所在的位置信息。
进一步的，所述中央控制器，还用于接收设定音频的播放指令，并根据所述设定音频的播放指令控制所述音频播放器播放设定音频信号。
进一步的，所述中央控制器，具体用于，比较所述语音信号和设定音频信号的优先级，如果所述设定音频信号的优先级高于所述语音信号的优先级，则控制所述音频播放器播放设定音频，否则，控制所述音频播放器播放所述语音信号。
进一步的，所述中央控制器，还用于根据所述佩戴用户的位置信息控制所述音频播放器的播放音量。
本发明实施例提供一种广播系统，包括：中央控制器、定点设置的音频播放器以及可穿戴音频接收器，所述音频播放器、所述可穿戴音频接收器分别与所述中央控制器建立通信连接，所述音频播放器，用于播放音频信号，所述音频信号中包括超声波信号，所述可穿戴音频接收器，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据所接收音频信号中的超声波信号，确定所述佩戴用户所在的位置信息，并将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器，所述中央控制器，用于根据接收的位置信息和语音信号控制所述位置信息所在区域内的音频播放器播放所述语音信号。与现有技术相比，本实施例可以通过音频信号中的超声波信号确定佩戴用户所在的位置信息，根据位置信息控制相应的音频播放器播放需要的语音信号，既充分利用了资源，又可以根据位置信息实现智能区域的广播。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种广播系统的结构图；
图2为本发明实施例提供的另一种广播系统的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种佩戴用户所在位置的示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种佩戴用户所在位置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。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结构。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1为本发明实施例提供的一种广播系统的结构图，本实施例可适用于大型场馆或会场的广播，尤其是特定使用场景，如展览馆中讲解员为参观者讲解的情况，具体的，该广播系统包括：中央控制器110、定点设置的音频播放器120以及可穿戴音频接收器130，音频播放器120、可穿戴音频接收器130分别与中央控制器110建立通信连接，
音频播放器120，用于播放音频信号，所述音频信号中包括超声波信号；
可穿戴音频接收器130，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据所接收音频信号中的超声波信号，确定所述佩戴用户所在的位置信息，并将所述位置信息和所述语音信号发送给中央控制器110；
中央控制器110，用于根据接收的位置信息和语音信号控制所述位置信息所在区域内的音频播放器120播放所述语音信号。
音频播放器120用于播放音频信号，通常情况下音频信号的频率介于20-20000Hz之间，该频率范围是人耳可以听到的正常范围。频率高于20000Hz的信号称为超声波，频率低于20Hz的信号称为次声波，人耳均无法听到。本实施例的音频播放器120还可以发射一定频段的超声波，例如可以发射频率为20000Hz-22000Hz的超声波。可选的，音频播放器120为可以发射超声波信号的扬声器，扬声器在发射音频信号时，利用声波的可叠加性，可以将超声波信号与音频信号叠加发送，这样既可以发射超声波信号，又不会干扰音频信号的广播。信号接收器接收信号后即可根据接收的超声波信号进行定位，确定信号接收器和音频播放器120的相对位置，当音频播放器120的位置已知时，即可确定信号接收器的位置，简单方便。音频播放器120的数量和安装位置可以根据实际需要设置，本实施例的音频播放器120的安装位置固定。
可穿戴音频接收器130是佩戴在用户身上的音频接收器，跟随用户一起移动，一方面可以接收用户的语音信号，另一方面也可以接收一定范围内音频播放器120播放的音频信号。可穿戴音频接收器130接收音频信号后，将超声波信号和广播音频信号分离，然后根据超声波信号确定可穿戴音频接收器130，也即佩戴用户所在的位置信息。可选的，可以基于频率的不同，对接收的音频信号进行滤波，将高频率的超声波信号和低频率的广播音频信号分离，然后基于音频信号的接收时间差和音频播放器120的位置信息确定佩戴用户所在的位置信息。本实施例中的可穿戴音频接收器130集成了信号接收和信号处理等功能，其位置可以跟随用户的移动而改变，可以实现特定场景，如展览馆中讲解员为参观者讲解的情况，充分利用展览馆的音频播放器120播放用户的语音信号，无需增加额外的扩音设备，节省了资源。
中央控制器110用于接收可穿戴音频接收器130发送的位置信息和语音信号，并根据接收的位置信息和语音信号控制相应的音频播放器120播放语音信号。实际应用过程中，音频播放器120的安装位置固定，根据佩戴用户所在的位置信息，即可确定佩戴用户周围存在的音频播放器120，进而控制音频播放器120播放用户的语音信号。当佩戴用户移动时，相应的位置信息改变，中央控制器110根据新的位置信息重新确定佩戴用户周围所在的音频播放器120，进而控制周围的音频播放器120播放语音信号。当可穿戴音频接收器130的数量为多个，且在不同区域范围时，中央控制器110可以根据各可穿戴音频接收器130的位置信息，分别控制相应区域的音频播放器120播放相应的语音信号，实现智能分区域控制，无需人工分区域控制。
具体的，音频播放器120播放携带超声波信号的音频信号，可穿戴音频接收器130接收音频信号后，分离超声波信号和广播音信号，然后根据分离出的超声波信号和音频播放器120的位置信息确定佩戴用户所在的位置信息，并将位置信息和接收的佩戴用户的语音信号发送给中央控制器110，中央控制器110即可根据位置信息和语音信号控制相应的音频播放器120播放语音信号。实际应用过程中，可穿戴音频接收器130可以通过无线网络将位置信息和语音信号发送给中央控制器110，中央控制器110也可以通过无线网络控制音频播放器120播放音频信号。
需要说明的是，可穿戴音频接收器130在将超声波信号和广播音频分离后，将分离出的广播音频信号进行处理，以减少对语音信号的干扰，保证可穿戴音频接收器130发送的信号中只保留语音信号。整个过程中信号的接收和处理均用时较少，以尽可能实时的将佩戴用户的语音信号通过音频播放器120播放。
本发明实施例提供一种广播系统，包括：中央控制器、定点设置的音频播放器以及可穿戴音频接收器，所述音频播放器、所述可穿戴音频接收器分别与所述中央控制器建立通信连接，所述音频播放器，用于播放音频信号，所述音频信号中包括超声波信号，所述可穿戴音频接收器，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据所接收音频信号中的超声波信号，确定所述佩戴用户所在的位置信息，并将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器，所述中央控制器，用于根据接收的位置信息和语音信号控制所述位置信息所在区域内的音频播放器播放所述语音信号。与现有技术相比，本实施例可以通过音频信号中的超声波信号确定佩戴用户所在的位置信息，根据位置信息控制相应的音频播放器播放需要的语音信号，既充分利用了资源，又可以根据位置信息实现智能区域的广播。
在上述实施例的基础上，参见图2，图2为本发明实施例提供的另一种广播系统的结构图，可穿戴音频接收器130，包括：信号采集模块1301、信号发送模块1303和信号处理模块1302，信号采集模块1301和信号发送模块1303分别与信号处理模块1302连接，
信号采集模块1301，用于采集音频播放器120播放的音频信号和佩戴用户的语音信号；
信号处理模块1302，用于对采集的音频信号滤波，获取所述音频信号中的超声波信号，并根据所述超声波信号确定所述佩戴用户所在的位置信息；
信号发送模块1303，用于将所述位置信息和所述语音信号发送给中央控制器110。
信号采集模块1301用于采集佩戴用户的语音信号和音频播放器120播放的音频信号，相当于麦克风。信号处理模块1302对采集的音频信号进行滤波，以获取音频信号中的超声波信号，然后根据超声波信号和音频播放器120的位置信息确定佩戴用户所在的位置信息。信号处理模块1302确定出佩戴用户所在的位置信息后，将佩戴用户的语音信号以及所在的位置信息通过信号发送模块1303发送给中央控制器110，中央控制器110即可根据接收的位置信息和语音信号控制音频播放器120播放语音信号，完成指定区域的广播。本实施例对滤波方式不进行限定。
在上述实施例的基础上，音频播放器120包括扬声器集群，所述扬声器集群用于根据中央控制器110的控制，播放音频信号。图2以三个扬声器为例，分别为扬声器1201、扬声器1202和扬声器1203。
扬声器的数量和位置可以根据需要设置，本实施例的广播系统通常应用于大型场馆或会场，由于空间较大，设置的扬声器的数量较多，而且分散设置在不同位置，以保证各个位置的用户均可听到音频信号。图2以三个扬声器为例，扬声器1201、扬声器1202和扬声器1203相互独立，中央控制器110可以控制扬声器1201、扬声器1202和扬声器1203播放同一种音频信号，也可以播放不同种音频信号，还可以根据需要控制扬声器1201、扬声器1202和扬声器1203播放同一种音频信号的不同频段。
在上述实施例的基础上，信号处理模块1302，具体用于，
对采集的各音频信号滤波，获取各音频信号中的超声波信号；
针对每个超声波信号，根据所述超声波信号中的扬声器标识查找扬声器拓扑结构图，确定对应扬声器的位置信息，所述扬声器拓扑结构图用于存储扬声器标识和对应的位置信息；
根据所述超声波信号确定所述佩戴用户与对应扬声器的距离；
根据所述距离和对应扬声器的位置信息确定所述佩戴用户所在的位置信息。
扬声器标识是区分扬声器的标志特征，可以是数字编号，各个扬声器的数字编号不同，可以唯一标识相应的扬声器。扬声器拓扑结构图是基于场馆或会场的结构绘制的，明确记载了各个位置对应的扬声器数量及编号。超声波信号中包括扬声器标识，信号处理模块1302滤波分离出超声波信号后，即可根据扬声器标识查找扬声器拓扑结构图，获取与该扬声器标识相对应的扬声器的位置信息。
可选的，可以将每一个扬声器看作一个独立的部分，根据扬声器的数量和扬声器的位置信息确定佩戴用户所在的位置信息。以扬声器1201为例，具体的，信号处理模块1302根据信号采集模块1301采集超声波信号的时间计算佩戴用户与扬声器1201的距离，当扬声器1201的位置已知时，根据佩戴用户与扬声器1201之间的距离，可以确定佩戴用户在以扬声器1201为圆心，以佩戴用户与扬声器1201之间的距离为半径R1的圆周上。如果信号采集模块1301也可以采集扬声器1202和扬声器1203播放的音频信号，利用同样的方法可以计算出佩戴用户与扬声器1202之间的距离，以及佩戴用户与扬声器1203之间的距离，当扬声器1202和扬声器1203的位置已知时，可以确定佩戴用户既在以扬声器1202为圆心，以佩戴用户与扬声器1202之间的距离为半径R2的圆周上，也在以扬声器1203为圆心，以佩戴用户与扬声器1203之间的距离为半径R3的圆周上。根据三个及以上圆可以在二维平面中唯一确定佩戴用户所在的位置信息，本实施例以三个圆为例，示例性的，参考图3，图3为本发明实施例提供的一种佩戴用户所在位置的示意图，三个圆相交于同一点A，A点即为佩戴用户所在的位置。需要说明的是，该广播系统通常应用于大型会场中，扬声器的数量不只一个，而且通常情况下会存在冗余，即实际用于确定位置信息的扬声器可以是大于或等于三个，扬声器的数量较多，可以减少计算误差，提高位置确定的准确度。
在上述实施例的基础上，信号处理模块1302，具体用于，
根据采集的各音频信号的时间，将所述扬声器集群分为至少两组；
针对每一组扬声器，根据采集的组内各音频信号的时间，确定所述佩戴用户与组内各扬声器之间的距离差；
根据各所述距离差以及组内各扬声器之间的距离确定组内扬声器所在区域的中心点与所述佩戴用户的夹角；
根据所述夹角确定所述佩戴用户所在的位置信息。
具体的，将部分扬声器看作一个整体，扬声器的位置不同，信号采集模块1301采集各音频信号的时间不同，根据采集时间，可以将扬声器分为至少两组，本实施例以两组为例，示例性的，参考图4，图4为本发明实施例提供的另一种佩戴用户所在位置的示意图，每一组中包括三个扬声器，分别为A1、B1和C1以及A2、B2和C2两组，以A1、B1和C1一组为例，根据采集的扬声器A1、扬声器B1和扬声器C1的音频信号的时间，可以确定佩戴用户与各扬声器之间的距离，进而确定佩戴用户D到任意两个扬声器之间的距离差，实际应用过程中，各扬声器的安装位置固定，即对应的位置信息已知，根据各扬声器的位置信息即可确定各扬声器之间的距离，即图中扬声器A1与扬声器B1之间的距离，扬声器A1与扬声器C1之间的距离以及扬声器B1与扬声器C1之间的距离，根据计算出的各个距离差和各扬声器之间的距离即可确定该组扬声器所在区域的中心点O1与佩戴用户D的夹角，类似的，可以计算出另一组扬声器A2、扬声器B2和扬声器C2所在区域的中心点O2与佩戴用户D的夹角，根据这两个夹角即可确定佩戴用户D所在的位置信息。需要说明的是，实际应用过程中，佩戴用户D到各扬声器的距离远大于相应扬声器之间的距离，因此可以根据各个距离差和扬声器之间的距离确定该组扬声器所在区域的中心点与佩戴用户D的夹角，进而根据夹角确定佩戴用户D所在的位置信息。
在上述实施例的基础上，中央控制器110，还用于接收设定音频的播放指令，并根据所述设定音频的播放指令控制音频播放器120播放设定音频信号。
中央控制器110除了可以接收可穿戴音频接收器130发送的位置信息和语音信号，还可以接收设定音频的播放指令，根据该播放指令控制音频播放器120播放设定音频，其中设定音频可以是涉及安全的警报信息，如火灾警报，也可以是重要通知，如寻人启事等信息。可选的，可以通过显示屏人工输入设定音频的播放指令，播放指令中包含设定音频的音频内容以及播放区域，中央控制器110根据这些信息即可控制相应区域的音频播放器120播放设定音频。
在上述实施例的基础上，中央控制器110，具体用于，比较所述语音信号和设定音频信号的优先级，如果所述设定音频信号的优先级高于所述语音信号的优先级，则控制音频播放器120播放设定音频，否则，控制音频播放器120播放所述语音信号。
如果中央控制器110同时接收到设定音频的播放指令以及可穿戴音频接收器130发送的位置信息和语音信号，需要比较两种信号的优先级，优先播放优先级较高的音频。具体的，当设定音频信号的优先级高于语音信号的优先级时，优先播放设定音频，否则优先播放语音信号。示例性的，安全警报或重要通知的优先级高于讲解的语音信号，当中央控制器同时接收到讲解的语音信号和重要通知时，可以优先播放重要通知，重要通知播放完毕后再控制音频播放器播放语音信号。
在上述实施例的基础上，中央控制器110，还用于根据所述佩戴用户的位置信息控制音频播放器120的播放音量。
具体的，中央控制器110还可以根据佩戴用户与音频播放器120的距离，控制音频播放器120的播放音量，比如佩戴用户与音频播放器120的距离较近时，可以控制音频播放器120的播放音量较小，佩戴用户与音频播放器120的距离较远时，可以控制音频播放器120的播放音量较大，以实现音量的智能控制。还可以根据佩戴用户所在的位置信息控制广播范围，假定广播范围是人为设定的一个圆，则可以控制中心部分的扬声器加大音量，边缘部分的扬声器减小音量，进而控制广播范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种广播系统，其特征在于，包括：中央控制器、定点设置的音频播放器以及可穿戴音频接收器，所述音频播放器、所述可穿戴音频接收器分别与所述中央控制器建立通信连接，
所述音频播放器，用于播放音频信号，所述音频信号中包括超声波信号，所述音频播放器包括扬声器集群，所述扬声器集群用于根据所述中央控制器的控制，播放音频信号；
所述可穿戴音频接收器，用于接收佩戴用户的语音信号，还用于根据所接收音频信号中的超声波信号，确定所述佩戴用户所在的位置信息，并将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器，所述超声波信号不干扰所述音频信号的广播；
所述中央控制器，用于根据接收的位置信息和语音信号控制所述位置信息所在区域内的音频播放器播放所述语音信号；
所述可穿戴音频接收器，包括：信号采集模块、信号发送模块和信号处理模块，所述信号采集模块和所述信号发送模块分别与所述信号处理模块连接，
所述信号采集模块，用于采集所述音频播放器播放的音频信号和所述佩戴用户的语音信号；
所述信号处理模块，用于对采集的各音频信号滤波，获取各音频信号中的超声波信号；
针对每个超声波信号，根据所述超声波信号中的扬声器标识查找扬声器拓扑结构图，确定对应扬声器的位置信息，所述扬声器拓扑结构图用于存储扬声器标识和对应的位置信息；
根据所述超声波信号确定所述佩戴用户与对应扬声器的距离；
根据所述距离和对应扬声器的位置信息确定所述佩戴用户所在的位置信息；
或者，
根据采集的各音频信号的时间，将所述扬声器集群分为至少两组；
针对每一组扬声器，根据采集的组内各音频信号的时间，确定所述佩戴用户与组内各扬声器之间的距离差；
根据各所述距离差以及组内各扬声器之间的距离确定组内扬声器所在区域的中心点与所述佩戴用户的夹角；
根据所述夹角确定所述佩戴用户所在的位置信息；
所述信号发送模块，用于将所述位置信息和所述语音信号发送给所述中央控制器。
2.根据权利要求1所述的广播系统，其特征在于，所述中央控制器，还用于接收设定音频的播放指令，并根据所述设定音频的播放指令控制所述音频播放器播放设定音频信号。
3.根据权利要求2所述的广播系统，其特征在于，所述中央控制器，具体用于，比较所述语音信号和设定音频信号的优先级，如果所述设定音频信号的优先级高于所述语音信号的优先级，则控制所述音频播放器播放设定音频，否则，控制所述音频播放器播放所述语音信号。
4.根据权利要求1所述的广播系统，其特征在于，所述中央控制器，还用于根据所述佩戴用户的位置信息控制所述音频播放器的播放音量。
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