发明内容
本申请提供了一种距离测量方法、相关设备及系统,可以提高测量精度,降低设备成本,便于在日常生活中推广使用。
第一方面,本发明实施例提供了一种距离测量方法,应用于终端设备侧。该方法包括:第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号;第一终端设备接收第二终端设备发送的第一反馈声波信号,第一反馈声波信号为第二终端设备在第二时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,第二时刻为第一测量声波信号的起振点的时刻;第一终端设备获取第一反馈声波信号的起振点的时刻;第一终端设备根据第一时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
实施第一方面所描述的方法,第一终端设备向第二终端设备发送测量声波信号,并记录发送该测量声波信号为第一时刻,第一终端设备接收第二终端设备发送的反馈声波信号,并获取该反馈该测量声波信号的起振点的时刻。第一终端设备根据第一时刻和反馈该测量声波信号的起振点的时刻即可计算上述测量声波信号和反馈声波信号的传输时间,这是由于上述反馈声波信号是第二终端设备在上述测量声波信号的起振点的时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,因此,上述传输时间为第一时刻和上述反馈该测量声波信号的起振点的时刻的时间差减去第一预设时间段的所得值。进而第一终端设备根据上述传输时间和声波在空气中中的传输速度计算出第一终端设备和第二终端设备的距离。采用本发明,通过获取声波信号的起振点,减少无关信号的干预,精确地识别声波信号发生的时间点以及获取声波信号的传输时间,通过设置第一预设时间段避免第二终端设备进行信号处理带来的时间误差,提高了距离测量的精度,此外,本发明所涉及的设备无需特殊的芯片及传感器,可以应用于手机、平板、电子穿戴设备等日常生活中常见的电子产品上,设备成本低,有利于在日常生活中的推广使用。
在一个可能的设计中,上述方法还包括:第一终端设备接收第二终端设备发送的第二测量声波信号;第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻;第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送第二反馈声波信号,第二反馈声波信号用于第二终端设备根据第二终端设备发送第二测量声波信号的时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,第一反馈声波信号包括M个采样点,上述M个采样点被划分为N个分片,M为正整数,N为小于M的正整数;第一终端设备获取第一反馈声波信号的起振点,包括:第一终端设备从第一反馈声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,所述第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于N的正整数;第一终端设备从上述M个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第一采样点,第一采样点为第一反馈声波信号的起振点。
在一个可能的设计中,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,包括:若第一终端设备在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,第一检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第一随机数确定,第一时刻为第一检测周期的结束时刻。
在一个可能的设计中,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,还包括:第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号第三预设时间段的起点与第一时刻的间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期;若是,则执行第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻的步骤。
在一个可能的设计中,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,还包括:第一终端设备以第一时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
在一个可能的设计中,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,还包括:第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号;若否,则第一终端设备在第二检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第二检测周期的起始时刻为第一时刻之后的第三预设时间段的截止时刻,第二检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第二随机数确定;若在第二检测周期内接收到第二终端设备发送的第二测量声波信号,则执行第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻的步骤。
在一个可能的设计中,第一检测周期的时长由第一随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二检测周期的时长由第二随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
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其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,第三预设时间段的时长等于
其中,L
max表示最大测量距离。
第二方面,本发明实施例提供了一种距离测量方法,应用于终端设备侧。该方法包括:第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号;第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻;第二终端设备在第一测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送第一反馈声波信号,第一反馈声波信号用于第一终端设备根据第二终端设备发送第一反馈声波信号的时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
实施第二方面所描述的方法,第二终端设备接收到第一终端设备发送的测量声波信号后获取第一测量声波信号的起振点的时刻,并在上述测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送反馈声波信号,该反馈声波信号用于第一终端设备计算两个终端设备间的距离。采用本发明,提高了距离测量的精度,这是由于测量声波信号的起振点的精确获取减少了声波信号传输时间的计算误差和无关信号的干预,第一预设时间段避免了第二终端设备进行声波信号处理带来的时间误差,此外,本发明所涉及的设备无需特殊的芯片及传感器,可以应用于手机、平板、电子穿戴设备等日常生活中常见的电子产品上,设备成本低,有利于在日常生活中的推广使用。
在一个可能的设计中,上述方法还包括:第二终端设备在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号;第二终端设备接收第一终端设备发送的第二反馈声波信号,第二反馈声波信号为第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的;第二终端设备获取第二反馈声波信号的起振点的时刻;第二终端设备根据第四时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,第一测量声波信号包括K个采样点,上述K个采样点被划分为L个分片,K为正整数,L为小于M的正整数;第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻,包括:第二终端设备从第一测量声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于L的正整数;第一终端设备从上述K个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第二采样点,第二采样点为第一测量声波信号的起振点。
在一个可能的设计中,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,包括:第二终端设备在第三检测周期内检测是否接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第二终端设备在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,第三检测周期的时长由第二终端设备随机生成的第三随机数确定,第三时刻早于第三检测周期的截止时刻。
在一个可能的设计中,第四时刻与第三时刻的时间间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期。
在一个可能的设计中,第二终端设备在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号之后,还包括:第二终端设备以第四时刻为起点以第二预设时间段为周期向第一终端设备发送测量声波信号。
在一个可能的设计中,第三检测周期的时长由第三随机数以及第二预设时间段确定,第三检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
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其中,L
max表示最大测量距离。
结合第一方面或第二方面,在一些可选实施例中,上述实施例中所描述的“时刻”可以指一个瞬时位置或瞬时时间,也可以表征为时间单元,该时间单元可以是子帧(Subframe)、时隙(slot)、符号(symbol)等时域单元。上述实施例中所描述的“时间段”可以表征为从一个时间单元到另一个时间单元之间的时间或者时域资源,例如,可以是两个时隙之间的时间,或者是两个子帧之间的时间,或者是两个符号之间的时间。
第三方面,本发明实施例提供了一种终端设备,该终端设备可包括多个功能模块或单元,用于相应的执行第一方面所提供的距离测量方法。
例如,终端设备包括:发送单元、接收单元、获取单元和计算单元。
发送单元,用于在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号。
接收单元,用于接收第二终端设备发送的第一反馈声波信号,第一反馈声波信号为第二终端设备在第二时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,第二时刻为第一测量声波信号的起振点的时刻。
获取单元,用于获取第一反馈声波信号的起振点的时刻。
计算单元,用于根据第一时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,接收单元,还用于第一终端设备接收第二终端设备发送的第二测量声波信号。获取单元,还用于第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻。发送单元,还用于第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送第二反馈声波信号,第二反馈声波信号用于第二终端设备根据第二终端设备发送第二测量声波信号的时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算上述终端设备和第二终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,第一反馈声波信号包括M个采样点,上述M个采样点被划分为N个分片,M为正整数,N为小于M的正整数;获取单元获取第一反馈声波信号的起振点,具体包括:获取单元从第一反馈声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,所述第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于N的正整数;获取单元从上述M个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第一采样点,第一采样点为第一反馈声波信号的起振点。
在一个可能的设计中,发送单元在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,具体包括:若接收单元在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则发送单元在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,第一检测周期的时长由随机生成的第一随机数确定,第一时刻为第一检测周期的结束时刻。
在一个可能的设计中,发送单元在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:接收单元在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号第三预设时间段的起点与第一时刻的间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期;若是,则获取单元获取第二测量声波信号的起振点的时刻。
在一个可能的设计中,发送单元在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:发送单元以第一时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
在一个可能的设计中,发送单元在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:接收单元在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号;若否,则接收单元在第二检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第二检测周期的起始时刻为第一时刻之后的第三预设时间段的截止时刻,第一检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第一随机数确定;若在第二检测周期内接收到第二终端设备发送的第二测量声波信号,则获取单元获取第二测量声波信号的起振点的时刻。
在一个可能的设计中,第一检测周期的时长由第一随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二检测周期的时长由第二随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
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其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,第三预设时间段的时长等于
其中,L
max表示最大测量距离。
第四方面,本发明实施例提供了一种终端设备,该终端设备可包括多个功能模块或单元,用于相应的执行第二方面所提供的距离测量方法。
例如,终端设备包括:接收单元、获取单元和发送单元。
接收单元,用于在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号。
获取单元,用于获取第一测量声波信号的起振点的时刻。
发送单元,用于在第一测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送第一反馈声波信号,第一反馈声波信号用于第一终端设备根据发送第一反馈声波信号的时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和上述终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,上述终端设备还包括:计算单元。发送单元,还用于第二终端设备在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号;接收单元,还用于接收第一终端设备发送的第二反馈声波信号,第二反馈声波信号为第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的。获取单元,还用于获取第二反馈声波信号的起振点的时刻。计算单元,用于根据第四时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和上述终端设备间的距离。
在一个可能的设计中,第一测量声波信号包括K个采样点,上述K个采样点被划分为L个分片,K为正整数,L为小于M的正整数;获取单元获取第一测量声波信号的起振点的时刻,具体包括:获取单元从第一测量声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于L的正整数;获取单元从上述K个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第二采样点,第二采样点为第一测量声波信号的起振点。
在一个可能的设计中,接收单元在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,具体包括:接收单元在第三检测周期内检测是否接收到第一终端设备发送的测量声波信号,接收单元在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,第三检测周期的时长由随机生成的第三随机数确定,第三时刻早于第三检测周期的截止时刻。
在一个可能的设计中,第四时刻与第三时刻的时间间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期。
在一个可能的设计中,发送单元在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号之后,还用于以第四时刻为起点以第二预设时间段为周期向第一终端设备发送测量声波信号。
在一个可能的设计中,第三检测周期的时长由第三随机数以及第二预设时间段确定,第三检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
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其中,L
max表示最大测量距离。
第五方面,本发明实施例提供了一种终端设备,该终端设备可包括多个功能模块或单元,用于相应的执行第一方面或第三方面所提供的距离测量方法。
第六方面,本发明实施例提供了一种终端设备,该终端设备可包括多个功能模块或单元,用于相应的执行第二方面或第四方面所提供的距离测量方法。
第七方面,本发明实施例提供了一种终端设备,用于执行第一方面或第三方面所提供的距离测量方法。终端设备可包括:存储器以及与存储器耦合的处理器、收发器,其中:收发器用于与其他通信设备(如终端设备)通信。存储器用于存储第一方面或第三方面所提供的距离测量方法的实现代码,处理器用于执行存储器中存储的程序代码,即执行第一方面或第三方面所提供的距离测量方法。
第八方面,本发明实施例提供了一种终端设备,用于执行第二方面或第四方面所提供的距离测量方法。终端设备可包括:存储器以及与存储器耦合的处理器、收发器,其中:收发器用于与其他通信设备(如终端设备)通信。存储器用于存储第二方面或第四方面所提供的距离测量方法的实现代码,处理器用于执行存储器中存储的程序代码,即执行第二方面或第四方面所提供的距离测量方法。
第九方面,提供了一种通信系统,通信系统包括:第一终端设备第二终端设备。
第一终端设备可以是上述第五方面或第七方面描述的终端设备,第二可以是上述第六方面或第八方面描述的终端设备。
第十方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,可读存储介质上存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面或第三方面描述的距离测量方法。
第十一方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,可读存储介质上存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面或第四方面描述的距离测量方法。
第十二方面,本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面或第三方面描述的距离测量方法。
第十三方面,本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面或第四方面描述的距离测量方法。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
图1示出了本发明实施例涉及的距离测量系统。距离测量系统可以工作在高频频段上,不限于长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统,还可以是未来演进的第五代移动通信(the5th Generation,5G)系统、新空口(New Radio,NR)系统,机器与机器通信(Machine to Machine,M2M)系统等。如图1所示,距离测量系统100可包括:终端设备101和终端设备102。终端设备101和终端设备102用于测量终端设备101和终端设备102间的距离。其中:
在本申请的一些实施例中,终端设备101和终端设备102可以是移动设备、移动台(mobile station)、移动单元(mobile unit)、M2M终端、无线单元,远程单元、终端代理、移动客户端等等。
本发明实施例中,在距离测量的过程中,终端设备101和终端设备102可以进行通信,也可以不进行通信,本发明实施例对此不作具体限定。
参考图2A,图2A示出了本发明实施例提供的终端设备200。如图2A所示,终端设备200可包括:一个或多个终端设备处理器201、存储器202、用户接口203、音频输入输出模块204、输入模块205以及显示器206等。
终端设备200的输入输出模块可主要包括音频输入输出模块204、输入模块205以及显示器206等,输入输出模块可用于实现终端设备200和终端设备/外部环境之间的交互。具体的,输入输出模块还可包括:摄像头、触摸屏以及传感器等等。其中,输入输出模块均通过用户接口209与终端设备处理器201进行通信。音频输入输出模块204包括音频电路、麦克风、麦克风对应的A/D采样模块、扬声器以及扬声器的D/A转换模块。输入模块205可用于接收输入的数字或字符等信息,以及产生与终端设备200的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示器206可用于显示由用户输入的信息、提供给用户的信息以及终端设备200的各种菜单界面等。
本发明实施例中,用户通过输入模块205触发终端200“开始测量”的功能操作。终端设备处理器201将预设频率的高低电平信号作为音频信号,将该音频信号输入到扬声器的D/A转换模块,扬声器的D/A转换模块的输出信号通过扬声器电路放大后输出到扬生器,扬生器生成预设频率的声波信号。终端设备通过麦克风和麦克风对应的A/D采样模块接收声波信号,终端设备处理器201将麦克风对应的A/D采样模块的输出信号存储在存储器202中,通过信号处理获取上述声波信号的起振点。处理器201计算距离测量结果后,将测量结果变转化为文本,并通过控件提供API(application programming interface,应用程序编程接口)接口将测量结果的文本显示到距离测量APP的应用界面上。
存储器202与终端设备处理器201耦合,用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的,存储器202可包括高速随机存取的存储器,并且也可包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器202可以存储操作系统(下述简称系统),例如ANDROID,IOS,WINDOWS,或者LINUX等嵌入式操作系统。存储器202还可以存储网络通信程序,该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备,一个或多个终端设备,一个或多个网络设备进行通信。存储器202还可以存储终端设备接口程序,该终端设备接口程序可以通过图形化的操作界面将应用程序的内容形象逼真的显示出来,并通过菜单、对话框以及按键等输入控件接收终端设备对应用程序的控制操作。存储器202可以存储距离测量APP的实现程序和相关指令。
可选的,如图2B所示,终端设备200还可以包括通信接口207、接收器208、发射器209、耦合器210、天线211。这些部件可通过总线212或者其他方式连接,图3以通过总线连接为例。其中:
通信接口207可用于终端设备200与其他通信设备,例如网络设备,进行通信。具体的,网络设备可以是图2B所示的网络设备200。具体的,通信接口207可以是长期演进(LTE)(4G)通信接口,也可以是5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口,终端设备200还可以配置有有线的通信接口207,例如局域接入网(local access network,LAN)接口。发射器209可用于对终端设备处理器201输出的信号进行发射处理。接收器208可用于对天线211接收的移动通信信号进行接收处理。
在本发明的一些实施例中,发射器209和接收器208可看作一个无线调制解调器。在终端设备200中,发射器209和接收器208的数量均可以是一个或者多个。天线211可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波,或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器210用于将天线211接收到的移动通信信号分成多路,分配给多个的接收器208。
除了图2B所示的发射器209和接收器208,终端设备200还可包括其他通信部件,例如GPS模块、蓝牙(bluetooth)模块、无线高保真(wireless fidelity,Wi-Fi)模块等。不限于上述表述的无线通信信号,终端设备200还可以支持其他无线通信信号,例如卫星信号、短波信号等等。不限于无线通信,终端设备200还可以配置有有线网络接口(如LAN接口)来支持有线通信。
在本发明的一些实施例中,存储器202可用于存储本发明的一个或多个实施例提供的距离测量方法在终端设备200侧的实现程序。关于本发明的一个或多个实施例提供的距离测量方法的实现,请参考后续实施例。
终端设备处理器201可用于读取和执行计算机可读指令。具体的,终端设备处理器201可用于调用存储于存储器202中的程序,例如本发明的一个或多个实施例提供的距离测量方法在终端设备200侧的实现程序,并执行该程序包含的指令。
可以理解的,终端设备200可以是图1示出的距离测量系统100中的终端设备101,也可以是图1示出的距离测量系统100中的终端设备102,可实施为移动设备,移动台(mobile station),移动单元(mobile unit),无线单元,远程单元,终端设备代理,移动客户端等等。
需要说明的,图2A和图2B所示的终端设备200均仅仅是本发明实施例的一种实现方式,实际应用中,终端设备200还可以包括更多或更少的部件,这里不作限制。
本发明实施例中,如图1所示,实施距离测量至少需要两个终端设备,终端设备101和终端设备102中至少包含一个测量设备和一个辅助测量设备才能成功的实施距离测量,获得测量结果。本发明实施例中终端设备可以有三种测量模式,下面对上述三种测量模式进行详细说明。
模式一:作为测量设备。
终端设备的测量模式为模式一,该终端设备用于发送测量声波信号,以及接受辅助测量设备发送的反馈声波信号,并根据发送测量声波信号的时刻和上述反馈声波信号计算本终端设备和和辅助测量设备间的距离。
可以理解,若终端设备的测量模式为模式一,则该终端设备仅发送测量声波信号,不能发送反馈声波信号。
模式二:作为辅助测量设备。
终端设备的测量模式为模式二,该终端设备用于根据测量设备发送的测量声波信号发送反馈声波信号。上述反馈声波信号用于测量设备进行距离测量。
可以理解,若终端设备的测量模式为模式二,则该终端设备仅发送反馈声波信号,不能发送测量声波信号。
模式三:同时作为测量设备和辅助测量设备。
终端设备的测量模式为模式三,该终端设备用于发送测量声波信号,以及接受辅助测量设备发送的反馈声波信号,并根据发送测量声波信号的时刻和上述反馈声波信号计算本终端设备和辅助测量设备间的距离。该终端设备还用于根据测量设备发送的测量声波信号发送反馈声波信号。上述反馈声波信号用于测量设备进行距离测量。
可以理解,若终端设备的测量模式为模式三,则该终端设备既能发送进行反馈声波信号,又能发送测量声波信号。
例如,终端设备101为模式三,终端设备102为模式一。或者,终端设备101为模式三,终端设备102为模式二。或者,终端设备101为模式三,终端设备102为模式三。
本发明实施例中,距离测量系统100进行距离测量有如下两种实现方式。第一种实现方式:终端设备101和终端设备102中的一个终端设备的测量模式为模式一,终端设备101和终端设备102中的另一个终端设备的测量模式为模式二,终端设备101和终端设备102的测量模式是唯一且无法更改的。第一种实现方式下终端设备101和终端设备102可以确定对方的测量模式,用户不能配置终端设备的测量模式。第二种实现方式:终端设备101的测量模式为三种测量模式中的一种,终端设备102的测量模式为三种测量模式中的一种,终端设备101和终端设备102的测量模式不能均被配置为模式一或模式二。第二种实现方式下终端设备101和终端设备102不可以确定对方的测量模式,用户可以配置终端设备的测量模式。
可选的,距离测量系统100开始距离测量前,终端设备101和终端设备102会接收用户的模式选择。
本发明实施例中,距离测量系统100中的终端设备发送的声波信号(测量声波信号和/或反馈声波信号)的频率为R个预设频点中的一个预设频点。距离测量系统100中的终端设备可以根据接收到的声波信号的频率是否属于上述R个预设频点,判断所接收的声波信号是否为距离测量系统中的其他终端设备发送的声波信号。
本发明实施例中,距离测量系统100中的终端设备发送的反馈声波信号的频率和该终端设备发送的测量声波信号的频率相等或不等,距离测量系统100中的终端设备发送的反馈声波信号的频率和该终端设备接收到的测量声波信号的频率相等或不等,或者终端设备发送的反馈声波信号的频率为上述R个预设频点中的一个随机选择的预设频点。本发明实施例在此不做具体限定。
本发明实施例中,第二种实现方式下距离测量系统100可能会产生第一冲突问题,第一冲突问题是指距离测量系统100中的一个终端设备接收到该系统中的另一个终端设备发送的声波信号后,无法辨别该声波信号的类型(声波信号的类型包括测量声波信号和反馈声波信号)。
若距离测量系统100中终端设备发送的反馈声波信号的频率和该终端设备发送的测量声波信号的频率相等,则距离测量系统100会产生第一冲突问题。
举例来说,距离测量系统100中的终端设备101的测量模式为模式三,终端设备102测量模式为模式一,终端设备101发送的反馈声波信号的频率和终端设备101发送的测量声波信号的频率相等。距离测量系统100中的终端设备102无法辨别终端设备101发送的声波信号的类型,测量距离系统100会产生冲突问题。
若距离测量系统100中终端设备发送的反馈声波信号的频率和该终端设备接收到的测量声波信号的频率相等,且距离测量系统100中两个终端设备发送的测量声波信号的频率相等,则测量距离系统100会产生第一冲突问题。
可以理解,两个终端设备发送声波信号的频率均为上述R个预设频点中的一个预设频点,因此,距离测量系统中100中两个终端设备发送的测量声波信号的频率可能相等。
举例来说,距离测量系统100中的终端设备101的测量模式为模式三,终端设备102测量模式为模式一,终端设备101发送的反馈声波信号的频率和终端设备102发送的测量声波信号的频率相等。若终端设备101发送的测量声波信号的频率和终端设备102发送的测量声波信号的频率相等,距离测量系统100中的终端设备102无法辨别终端设备101发送的声波信号的类型,则测量距离系统100会产生第一冲突问题。
若终端设备发送的反馈声波信号的频率为上述R个预设频点中的一个随机选择的预设频点,则距离测量系统100会产生第一冲突问题。
可以理解,若终端设备发送的反馈声波信号的频率为上述R个预设频点中的一个随机选择的预设频点,则距离测量系统中的终端设备无法辨别所接收的声波信号的类型。
本发明实施例中,,终端设备101和终端设备102的测量模式不能均被配置为模式一或模式二。可以理解,若终端设备101的测量模式为三种测量模式中的一种,终端设备102的测量模式为三种测量模式中的一种,则终端设备101和终端设备102之间可能产生第一冲突问题。
可选的,距离测量系统100中的终端设备101接收终端设备102发送的声波信号的方法如下:终端设备101对接收到的声波信号进行采样,得到第一声波信号,采样频率为第一采样频率。第一声波信号包括A个采样点,上述A个采样点被划分为B个分片,A为正整数,B为小于A的正整数。利用傅里叶变换将上述B个分片中的第i个分片的时域信号转化为频域信号,若在上述频域信号中存在第一预设频点且第一预设频点的幅值大于第三幅值阈值,则判断该频域信号存在第一预设频点,上述第一预设频点为R个预设频点中的一个预设频点。若上述B个分片中连续C个分片对应的频域信号存在第一预设频点,则判断上述C个分片对应的声波信号是终端设备102发送的声波信号。截取上述C个分片以及上述C个分片之前相邻的c个分片,生成第二声波信号,将第二声波信号作为终端设备102发送的声波信号。
可选的,上述B个分片中至少有B-1个分片中的采样点的数量相等。
例如,上述B个分片中的前B-1个分片中的每个分片包含50个采样点,上述B个分片中的第B个分片中的采样点的数量小于等于50。
可选的,B个分片中至少有两个分片中的采样点的数量不相等。
在上述运行环境下,本发明实施例提出了一种距离测量方法。图3是本发明实施例提供的距离测量方法的示意性流程图。如图3所示,本发明实施例提供的距离测量方法包括但不限于步骤S301至S306。下面对该方法实施例的可能实现方式做进一步的描述。
S301:第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,第二终端设备在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号。
可选的,若在上述第一种实现方式下进行距离测量,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之前,上述方法还包括:第一终端设备接收用户的第一选择操作,上述第一选择操作用于从R个预设频点中选择第一测量声波信号的频率,若第一终端设备未接收到用户的第二选择操作,则选择默认的信号频率;第一终端设备接收用户的开始测量请求。
例如,默认的信号频率为44KHZ。
可选的,若在上述第二种实现方式下进行距离测量,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之前,上述方法还包括:第一终端设备接收用户的第一选择操作,上述第一选择操作用于选择测量模式,若第一终端设备未接收到用户的第一选择操作,则选择默认的测量模式;第一终端设备接收用户的第二选择操作,上述第二选择操作用于从R个预设频点中选择第一测量声波信号的频率,若第一终端设备未接收到用户的第二选择操作,则选择默认的信号频率;第一终端设备接收用户的开始测量请求。
例如,默认的测量模式为模式三,即第一终端设备同时作为测量设备和辅助测量设备。
举例来说,如图4A所示是本发明实施例提供的一种第一终端设备上的距例测量APP的应用界面400。如图4A所示,第一终端设备的默认测量模式为模式三,第一终端设备通过模式选择框401里的模式选择按钮402接收用户的第一选择操作。第一终端设备通过频率列表按钮403接收用户的第三选择操作,上述第三选择操作用于请求打开频率选择列表407。如图4B所示,频率选择列表407中包含R个预设频点,第一终端设备通过频率选择列表407向用户推荐不同距离范围适用的测量频率。第一终端设备通过频率选择列表407接收用户的第二选择操作;频率显示框404中显示默认的信号频率,第一终端设备接收用户的第二选择操作后在频率显示框404中显示用户选择的信号频率;第一终端设备通过测量按钮405接收用户的开始测量请求。如图4C所示,第一终端设备计算出距离测量结果后,将距离测量结果显示在测量结果显示框406内。第一终端设备接收用户的开始测量请求后,测量按钮405用于接收用于的停止测量请求,第一终端设备接收用户的停止测量请求前,将持续进行距离测量以及在测量结果显示框406中更新测量结果。
可以理解,开始距离测量后,第一终端设备周期性的进行距离测量并更新测量结果,直到第一终端设备接收到停止距离测量的请求。
S302:第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻。
可选的,第一测量声波信号包括K1个采样点,上述K1个采样点被划分为L1个分片,K1为正整数,L1为小于K1的正整数,图5是本发明实施例提供的一种第一测量声波信号的示意图;上述第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻,包括:如图5所示,第二终端设备从第一测量声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于L1的正整数;如图5所示,上述第一终端设备从上述K1个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第二采样点,第二采样点为第一测量声波信号的起振点。
可选的,第一预设条件为上述P个连续分片中的每个分片包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第二预设数量,第二预设数量等于第一预设数量的1/K倍。
可选的,第一预设条件为第一预设条件为上述P个连续分片中的第一个分片包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第二预设数量,且上述P个连续分片中的每个分片包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量的平均值大于等于第二预设数量。
例如,P取值为3。
可以理解,本发明实施例中起振点误差为1至X个点。
例如,X取值为3。
可选的,上述L1个分片中至少有L1-1个分片中的采样点的数量相等。
例如,上述L1个分片中的前L1-1个分片中的每个分片包含50个采样点,上述L1个分片中的第L1个分片中的采样点的数量小于等于50。
可选的,L1个分片中至少有两个分片中的采样点的数量不相等。
S303:第二终端设备在第一测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送第一反馈声波信号,第一终端设备接收第二终端设备发送的第一反馈声波信号。
可选的,第一测量声波信号的频率为第一测量频率,第一测量声波信号的时长为第一测量时长。第一反馈声波信号的频率为第一反馈频率,第一反馈声波信号的时长为第一反馈时长。第一测量频率为R个预设频点中的一个预设频点,第一反馈频率也为上述R个预设频点中的一个预设频点。第一反馈频率和第一测量频率相等或不等,第一反馈时长和第一测量时长相等或不等,本发明实施例对此不作具体限定。
S304:第一终端设备获取第一反馈声波信号的起振点的时刻。
可选的,第一终端设备获取第一反馈声波信号的起振点的时刻的具体实施方式可参考第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻的具体实施方式,此处不再赘述。
S305:第一终端设备根据第一时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
具体的,分别用t1、T1和t2表示第一时刻、第一预设时间段和第一反馈声波信号的起振点的时刻,第一终端设备根据t1、T1以及t2计算第一测量声波信号和第一反馈声波信号的总传输时间H1,H1表示为t2-t1-T1,第一终端设备根据第一测量声波信号和第一反馈声波信号的总传输时间T和声波在空气中的传播速度V计算第一终端设备和第二终端设备间的距离L,L等于H1*V/2,L可以表示为(t2-t1-T1)*V/2。
本发明实施例中,起振点的误差为1至X个点,第一采样频率f,第一终端设备和第二终端设备间的距离误差可以表示为
可选的,第一终端设备将计算结果显示在第一终端设备的距离测量APP的应用界面上。
可选的,若在上述第一种实现方式下进行距离测量,第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述方法还包括:第一终端设备以第一时刻为起点以及第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
可选的,距离测量的最大测量范围为L
max,第二预设时间段大于
可以理解,在第一终端设备根据第一时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离之后,第一终端设备接收到用户的停止测量请求之前,第一终端设备周期性地发送第一测量声波信号,用于周期性地测量第一终端设备和第二终端设备间的距离,并在每次计算出距离L之后更新测量结果。
可选的,若在上述第二种实现方式下进行距离测量,第一终端设备和第二终端设备之间可能产生第一冲突问题。
为解决上述第一冲突问题,本发明实施里中提供了一种距离测量方法,以第二终端设备的测量模式是模式三为例,图6是本发明实施例提供的距离测量方法的示意性流程图。如图6所示,本发明实施例提供的距离测量方法包括但不限于步骤S601至S607。下面对该方法实施例的可能实现方式做进一步的描述。
S601:第一终端设备在第一检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第一随机数确定。
S602:第二终端设备在第三检测周期内检测是否接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第三检测周期的时长由第二终端设备随机生成的第三随机数确定。
可选的,第一检测周期的时长由第一随机数以及第二预设时间段确定,第一检测周期的最小值大于第二预设时间段。上述第二预设时间段是距离测量的测量周期,将第二预设时间段表示为T2,第一随机数的取值范围可以表示为(T2,T2+c*T2),c大于0。
例如,第二预设时间段为2s,c取值为2,则第一随机数是取值范围为(2s,6s)的随机数。
例如,第二预设时间段为2s,c取值为1,则第一随机数是取值范围为(2s,4s)的随机数。
可选的,第三检测周期的时长由第三随机数以及第二预设时间段确定,第三检测周期的最小值大于第二预设时间段。第三随机数的取值范围可以表示为(T2,T2+c*T2),c大于0。
可以理解,第一检测周期和第三检测周期之间的关系存在以下三种情况。情况一:第一检测周期的结束时刻早于第三检测周期的结束时刻,且第一检测周期的结束时刻与第三检测周期的结束时刻的时间差大于Δt,Δt为声波从第一终端设备传输到第二终端设备的时间。情况二:第一检测周期的结束时刻晚于第三检测周期的结束时刻,且第一检测周期的结束时刻与第三检测周期的结束时刻的时间差大于Δt。情况三:第一检测周期的结束时刻与第三检测周期的结束时刻的时间差小于Δt。
可以理解,若终端设备的测量模式为模式一或模式三,则该终端设备可能会给测量系统中的另一终端设备带来第一冲突问题。若终端设备的测量模式为模式二,则该终端设备不会给测量系统中的另一终端设备带来第一冲突问题。
本发明实施例中,为解决第一冲突问题,进行距离测量的终端设备遵循测量共识,所述测量共识为:若终端设备的测量模式为模式一或模式三,则终端设备开始距离测量后,需在检测周期内进行检测是否接收到声波信号;若终端设备在检测周期内未接收到声波信号,则以检测周期的结束时刻为起点以第二预设时间段为周期发送测量声波信号;若终端设备在检测周期内的第三时刻接收到声波信号,则以与第三时刻间隔a倍第二预设时间段的时刻为起点以第二预设时间段为周期发送测量声波信号。若第一检测周期和第三检测周期之间的关系满足情况一或情况二,则基于上述测量共识可以错开两个终端设备发送测量声波信号的时间,进而可以错开同一个终端设备发送测量声波信号和发送反馈声波信号的时间,从而可以避免开始距离测量后的第一冲突问题。
可以理解,若终端设备的测量模式为模式一或模式三,则该终端设备在开始距离测量后启动检测周期,上述检测周期用于解决第一冲突问题。若终端设备的测量模式为模式二,则该终端设备在开始距离测量后不启动检测周期,该终端设备仅用于接收测量声波信号,并发送反馈声波信号。
例如,a取值为0.5。
S603:若第一终端设备在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,并执行步骤S605,第一时刻为第一检测周期的结束时刻,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号。
S604:若第二终端设备在第三检测周期内的第三时刻接收到第一终端设备发送的第一测量声波信号,则第二终端设备在第一测量声波信号之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送第一反馈声波信号,并执行步骤S607,第一终端设备接收第二终端设备发送的第一反馈声波信号。
本发明实施例中,若终端设备在检测周期内未接收到声波信号,则该终端设备认为本终端设备为检测周期先结束的终端设备,该终端设备在检测周期的结束时刻发送测量声波信号。
可以理解,第一终端设备在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一终端设备判断若第二终端设备为模式一或模式三,则第一终端设备的第一检测周期和第二终端设备的第三检测周期之间的关系属于上述情况二或情况三。若第一检测周期和第三检测周期之间的关系属于上述情况三,则第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,第二终端设备接收第一测量声波信号之前,第二终端设备的第三检测周期结束。第二终端设备在第三检测周期未接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第二终端设备判断若第一终端设备为模式一或模式三,则第三检测周期的结束时刻早于第一检测周期的结束时刻,第二终端设备在第三检测周期的结束时刻也发送测量声波信号。
可以理解,第二终端设备在第三检测周期内接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第二终端设备判断第一终端设备为模式一或模式三,且第一终端设备的第一检测周期和第二终端设备的第三检测周期之间的关系属于上述情况二。
S605:第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第三预设时间的起点为第一时刻之后间隔a倍第二预设时间段的时刻。
S606:若第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备以第一时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
可以理解,通过在第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一终端设备可以判断本终端设备和第二终端设备间是否达成测量共识。第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一终端设备判断本终端设备和第二终端设备间达成测量共识,确定第一终端设备的第一检测周期和第二终端设备的第三检测周期之间的关系属于上述情况二。
可选的,第一终端设备的测量模式为模式三,若第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端在上述测量声波信号的起振点之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送反馈声波信号。第一终端设备以第一时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
S607:第二终端设备以第三预设时间段的起始时刻为起点以第二预设时间为周期向第一终端设备发送测量声波信号。
可以理解,第二终端设备在检测周期内接收到信号,第二终端设备可以判断第一检测周期和第三检测周期之间的关系属于上述情况二,且通过启动检测周期错开了第二终端设备和第一终端设备发送测量声波信号的时间,第二终端设备和第一终端设备可以达成测量共识。因此第二终端设备不需要检测两终端设备是否达成测量共识。
可以理解,由于检测周期的时长由终端设备随机生成的随机数确定,两个终端设备的检测周期结束的时间差小于Δt的概率非常低,即第一检测周期和第三检测周期之间的关系满足情况三的概率非常低。因此,通过第一检测周期和第三检测周期可以错开两个终端设备发送测量声波信号的时间。
例如,第二预设时间段为2s,检测周期为2s至4s间的随机数,Δt等于10ms,两个终端设备的检测周期结束的时间差小于Δt的概率小于等于1/200。
可以理解,若第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备判断第一终端设备与第二终端设备达成测量共识。
若第一检测周期和第三检测周期之间的关系满足情况三,则会导致第二终端设备的第三检测周期结束前未接收到第一终端设备发送的第一测量声波信号,第二终端设备在第三检测周期结束时刻判断本设备的检测周期先结束,第二终端设备在第三检测周期结束时刻发送测量声波信号。第一终端设备和第二终端设备均判断本设备的检测周期先结束,本发明实施例中将这种情况称为第二冲突问题,这种情况下第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内不能接收到第二终端设备发送的测量声波信号,两个终端设备不能达成测量共识。
针对上述第二冲突问题,本发明实施里中还提供了一种距离测量方法,以第二终端设备的测量模式是模式三为例,图7是本发明实施例提供的距离测量方法的示意性流程图。下面对该方法实施例的可能实现方式做进一步的描述。
S601:第一终端设备在第一检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第一随机数确定。
S602:第二终端设备在第三检测周期内检测是否接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第三检测周期的时长由第二终端设备随机生成的第三随机数确定。
S603:若第一终端设备在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,并执行步骤S605,第一时刻为第一检测周期的结束时刻,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号。
可选的,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号后,将该第一测量声波信号作为第一终端设备发送的反馈声波信号,第二终端设备获取上述第一测量声波信号的起振点,第二终端设备根据第三检测周期的结束时刻、第一预设时间段和上述第一测量声波信号的起振点计算第一终端设备和第二终端设备的距离。
可选的,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号后,在与第一测量声波信号的起振点的时刻间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送反馈声波信号。
可选的,第二终端设备接收第一终端设备发送的第一测量声波信号后,不进行任何操作,等待执行步骤S610。
S605:第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第三预设时间段的起点为第一时刻之后间隔a倍第二预设时间段的时刻。
S608:若第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备在第二检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第二检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第二随机数确定。
可以理解,若第一终端设备在第一时刻之后的第三预设时间段内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第一终端设备判断第二终端设备的测量模式为模式二。或者第一终端设备判断第二终端设备的测量模式为模式三,但第一终端设备和第二终端设备间出现第二冲突问题,两终端设备不能达成测量共识。
S609:若第二终端设备在第三检测周期内未接收到第一终端设备发送的测量声波信号,则第二终端设备在第三检测周期的结束时刻向第一终端设备发送测量声波信号,并执行步骤S610,第一终端设备接收第二终端设备发送的测量声波信号。
可以理解,第一终端设备和第二终端设备均判断本设备的检测周期先结束,第一终端设备和第二终端设备均在检测周期结束后发送测量声波信号,第一终端设备和第二终端设备间出现第二冲突问题。
可选的,第一终端设备接收第二终端设备发送的测量声波信号后,将该测量声波信号作为第二终端设备发送的反馈声波信号,第一终端设备获取上述测量声波信号的起振点,第一终端设备根据第一时刻、第一预设时间段和上述测量声波信号的起振点计算第一终端设备和第二终端设备的距离。
可选的,第一终端设备接收第二终端设备发送的测量声波信号后,在与该测量声波信号的起振点的时刻间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送反馈声波信号。
可选的,第一终端设备接收第二终端设备发送的测量声波信号后,不进行任何操作,等待执行步骤S608。
S610:第二终端设备在第三检测周期的结束时刻之后的第四预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第四预设时间段的起点为第三检测周期的结束时刻之后间隔a倍第二预设时间段的时刻。
可以理解,第四预设时间和第三预设时间的时长相等。
S611:若第二终端设备在第三检测周期的结束时刻之后的第四预设时间段内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第二终端设备在第四检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第四检测周期的时长由第二终端设备随机生成的第四随机数确定。
可选的,第二检测周期的时长由第二随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的最小值大于第二预设时间段。第二随机数的取值范围可以表示为(T2,T2+c*T2),c大于0且小于等于2。
可选的,第四检测周期的时长由第四随机数以及第二预设时间段确定,第四检测周期的最小值大于第二预设时间段。第四随机数的取值范围可以表示为(T2,T2+c*T2),c大于0且小于等于2。
可以理解,同理,若第二终端设备在第四预设时间内未接收到第一终端设备发送的测量声波信号,第二终端设备判断第一终端设备的测量模式为模式二。或者第二终端设备判断第一终端设备的测量模式为模式三,且第一终端设备和第二终端设备间出现第二冲突问题,两终端设备不能达成测量共识。
可以理解,若终端设备判断可能出现第二冲突问题,则终端设备再次启动检测周期,期望通过再次启动检测周期避免第二冲突问题,并解决第一冲突问题。
如何再次启动检测周期以达成测量共识,从而解决第一冲突问题,可以参考步骤S601至步骤S607,此处不再赘述。
可以理解,若第一终端设备在第二检测周期内接收到第二终端设备发送的第三测量声波信号,则第一终端设备判断本设备是检测周期后结束的设备且两终端设备将达成测量共识。第一终端设备的测量模式为模式一时,第一终端设备以第五时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号,第五时刻为第一终端设备接收到第三测量声波信号的时刻之后间隔a倍第二预设时间段的时刻。第一终端设备的测量模式为模式三时,第一终端设备在第三测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送反馈声波信号,并以第五时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。若第一终端设备在第二检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则第一终端设备判断本终端设备是检测周期先结束的设备且可能存在第二冲突问题,第一终端设备在第二检测周期的结束时刻向第二终端设备发送测量声波信号,并再次检测本终端设备与第二终端设备是否达成测量共识。同理,第二终端设备的实施方式可类比于第一终端设备,此处不再赘述。
可以理解,由于检测周期的时长由终端设备随机生成的随机数确定,两个终端设备的第二检测周期和第四检测周期结束的时间差小于Δt的概率非常低,即两个终端设备再次未达成测量共识的概率非常低。
可选的,若第一终端设备连续启动n次检测周期后,第一终端设备仍未与第二终端设备达成测量共识,则第一终端设备再次启动检测周期。
可选的,若第一终端设备连续启动n次检测周期后,第一终端设备仍未与第二终端设备达成测量共识,则第一终端设备判断第二终端设备的测量模式为模式二。第一终端设备以第n次检测周期的结束时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
可以理解,第一终端设备的测量模式为模式一或模式三,若第二终端设备的测量模式为模式二,第二终端设备在接收声波信号后发送反馈声波信号,两个终端未达成测量共识并不影响第一终端设备进行距离测量。第一终端设备在每个检测周期结束时刻发送测量声波信号,并完成距离测量。
可选的,如图3所示上述距离测量方法还包括:
S306:第二终端设备在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号,第一终端设备接收第二测量声波信号。
可以理解,第二终端设备既发送测量声波信号又发送反馈声波信号,第二终端设备的测量模式为模式三。第三检测周期的结束时刻晚于第一检测周期的结束时刻。
可选的,第二终端设备以第四时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
S307:第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻。
可选的,第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻的具体实施方式可以参考第二终端设备获取第一测量声波信号的起振点的时刻的具体实施方式,此处不再赘述。
S308:第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送第二反馈声波信号,第二终端设备接收第一终端设备发送的第二反馈声波信号,第四时刻为第二测量声波信号的起振点的时刻。
具体的,第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送第二反馈声波信号,第二反馈声波信号用于第二终端设备根据第二终端设备发送第二测量声波信号的时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离,第四时刻为第二测量声波信号的起振点的时刻。
S309:第二终端设备获取第二反馈声波信号的起振点的时刻。
可选的,第二终端设备获取第二反馈声波信号的起振点的时刻的具体实施方式可以参考第一终端设备获取第一反馈声波信号的起振点的时刻的具体实施方式,此处不再赘述。
S310:第二终端设备根据第四时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
具体的,分别用t3和t4表示第四时刻和第二反馈声波信号的起振点的时刻,第一终端设备根据t3、T1以及t4计算第二测量声波信号和第二反馈声波信号的总传输时间H2,H2表示为t4-t3-T1,第一终端设备根据第一测量声波信号和第一反馈声波信号的总传输时间H2和声波在空气中的传播速度V计算第一终端设备和第二终端设备间的距离L,L表示为(t4-t3-T1)*V/2。
可选的,第二终端设备将计算结果显示在第二终端设备的距离测量APP的应用界面上。
综上所述,实施本发明实施例所提供的方法,第一终端设备是测量设备,第二终端设备是辅助测量设备,第一终端设备向第二终端设备发送测量声波信号,并记录发送该测量声波信号为第一时刻,第二终端设备接收到第一终端设备发送的测量声波信号后获取第一测量声波信号的起振点的时刻,并在上述测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送反馈声波信号,第一终端设备接收第二终端设备发送的反馈声波信号,并获取该反馈该测量声波信号的起振点的时刻。第一终端设备根据第一时刻和该反馈声波信号的起振点的时刻计算上述测量声波信号和反馈声波信号的传输时间,这是由于上述反馈声波信号是第二终端设备在上述测量声波信号的起振点的时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,因此,上述传输时间为第一时刻和上述反馈声波信号的起振点的时刻的时间差减去第一预设时间段的所得值。进而第一终端设备根据上述传输时间和声波在空气中的传输速度计算出第一终端设备和第二终端设备的距离。采用本发明,有效提高了距离测量的精度,这是由于本发明实施例中通过测量声波信号的起振点的精确获取减少了无关信号的干预,精确地识了别声波信号发生的时间点,进而减少了声波信号传输时间的计算误差,通过设置第一预设时间段避免了第二终端设备进行声波信号处理带来的时间误差。本发明所涉及的设备无需特殊的芯片及传感器,可以应用于手机、平板、电子穿戴设备等日常生活中常见的电子产品上,设备成本低,有利于在日常生活中的推广使用。本发明实施例中两个终端设备不必发生交互即可完成距离测量。此外,本发明实施例中第一终端设备还可以同时作为辅助测量设备进行反馈声波信号的发送,第二终端设备也可以同时作为测量设备进行测量声波信号的发送,尽管在上述情况下,两个终端设备进行距离测量会产生冲突问题(即终端设备不能辨别接收到的信号是测量声波信号还是反馈声波信号),但本发明实施例所提方法可以错开两个终端设备的测量声波信号的发送,对于同一终端设备实现了测量声波信号和反馈声波信号的分开接收和识别,进一步解决了上述冲突问题。
参见图8,图8示出了本发明实施例提供的8一种终端设备的结构示意图。如图8所示,终端设备800可包括:发送单元801、接收单元802、获取单元803和计算单元804。
发送单元801,用于在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号。
接收单元802,用于接收第二终端设备发送的第一反馈声波信号,第一反馈声波信号为第二终端设备在第二时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,第二时刻为第一测量声波信号的起振点的时刻。
获取单元803,用于获取第一反馈声波信号的起振点的时刻。
计算单元804,用于根据第一时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二终端设备间的距离。
可选的,接收单元802,还用于第一终端设备接收第二终端设备发送的第二测量声波信号。获取单元803,还用于第一终端设备获取第二测量声波信号的起振点的时刻。发送单元801,还用于第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第二终端设备发送第二反馈声波信号,第二反馈声波信号用于第二终端设备根据第二终端设备发送第二测量声波信号的时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算上述终端设备和第二终端设备间的距离。
可选的,第一反馈声波信号包括M个采样点,上述M个采样点被划分为N个分片,M为正整数,N为小于M的正整数;获取单元803获取第一反馈声波信号的起振点,具体包括:获取单元803从第一反馈声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,所述第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于N的正整数;获取单元803从上述M个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第一采样点,第一采样点为第一反馈声波信号的起振点。
可选的,发送单元801在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,具体包括:若接收单元802在第一检测周期内未接收到第二终端设备发送的测量声波信号,则发送单元801在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号,第一检测周期的时长由随机生成的第一随机数确定,第一时刻为第一检测周期的结束时刻。
可选的,发送单元801在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:接收单元802在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号第三预设时间段的起点与第一时刻的间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期;若是,则获取单元803获取第二测量声波信号的起振点的时刻。
可选的,发送单元801在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:发送单元801还用于以第一时刻为起点以第二预设时间段为周期向第二终端设备发送测量声波信号。
可选的,发送单元801在第一时刻向第二终端设备发送第一测量声波信号之后,上述终端设备还包括:接收单元802在第一时刻之后的第三预设时间段内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号;若否,则接收单元802在第二检测周期内检测是否接收到第二终端设备发送的测量声波信号,第二检测周期的起始时刻为第一时刻之后的第三预设时间段的截止时刻,第一检测周期的时长由第一终端设备随机生成的第一随机数确定;若在第二检测周期内接收到第二终端设备发送的第二测量声波信号,则获取单元803获取第二测量声波信号的起振点的时刻。
在一个可能的设计中,第一检测周期的时长由第一随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二检测周期的时长由第二随机数以及第二预设时间段确定,第二检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
且小于/>
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,第三预设时间段的时长等于
其中,L
max表示最大测量距离。
参见图9,图9示出了本发明实施例提供的另一种终端设备的结构示意图。如图9所示,终端设备900可包括:接收单元901、获取单元902和发送单元903。
接收单元901,用于接收第一终端设备发送的第一测量声波信号。
获取单元902,用于获取第一测量声波信号的起振点的时刻。
发送单元903,用于在第一测量声波信号的起振点的时刻之后间隔第一预设时间段的时刻向第一终端设备发送第一反馈声波信号,第一反馈声波信号用于第一终端设备根据发送第一反馈声波信号的时刻、第一预设时间段以及第一反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二上述终端设备间的距离。
可选的,上述终端设备还包括:计算单元。发送单元903,还用于第二终端设备在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号;接收单元901,还用于接收第一终端设备发送的第二反馈声波信号,第二反馈声波信号为第一终端设备在第二测量声波信号的起振点的时刻之后的第一预设时间段的截止时刻发送的,第四时刻为第二测量声波信号的起振点的时刻。获取单元902,还用于获取第二反馈声波信号的起振点的时刻。计算单元,用于根据第四时刻、第一预设时间段以及第二反馈声波信号的起振点的时刻计算第一终端设备和第二上述终端设备间的距离。
可选的,第一测量声波信号包括K个采样点,上述K个采样点被划分为L个分片,K为正整数,L为小于M的正整数;获取单元902获取第一测量声波信号的起振点的时刻,具体包括:获取单元902从第一测量声波信号中获取时序最早且满足第一预设条件的P个连续分片,第一预设条件为上述P个连续分片中包含的幅值大于等于第一幅值阈值的采样点的数量大于等于第一预设数量,P为小于L的正整数;获取单元902从上述K个采样点中获取位于上述P个连续分片中的第一个采样点之前、距离上述P个连续分片中的第一个采样点最近、幅值小于等于第二幅值阈值且向前连续X采样点的平均幅值小于等于第二幅值阈值的第二采样点,第二采样点为第一测量声波信号的起振点。
可选的,接收单元901接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,具体包括:接收单元901在第三检测周期内检测是否接收到第一终端设备发送的测量声波信号,接收单元901在第三时刻接收第一终端设备发送的第一测量声波信号,第三检测周期的时长由随机生成的第一随机数确定,第三时刻早于第三检测周期的截止时刻。
可选的,第四时刻与第三时刻的时间间隔为a倍的第二预设时间段,第二预设时间段为测量周期。
可选的,发送单元903在第四时刻向第一终端设备发送第二测量声波信号之后,还用于以第四时刻为起点以第二预设时间段为周期向第一终端设备发送测量声波信号。
在一个可能的设计中,第三检测周期的时长由第三随机数以及第二预设时间段确定,第三检测周期的时长大于第二预设时间段。
在一个可能的设计中,第二预设时间段大于
其中,L
max表示最大测量距离。
在一个可能的设计中,a大于等于
且小于/>
其中,L
max表示最大测量距离。
结合本发明实施例公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现,也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成,软件模块可以被存放于RAM、闪存、ROM、可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableROM,EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该存储介质读取信息,且可向该存储介质写入信息。当然,存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外,该ASIC可以位于收发机或中继设备中。当然,处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于无线接入网设备或终端设备中。
本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本发明实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时,可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上的具体实施方式,对本发明实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明实施例的具体实施方式而已,并不用于限定本发明实施例的保护范围,凡在本发明实施例的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明实施例的保护范围之内。