CN111007462A - 定位方法、定位装置、定位设备及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种定位方法、定位装置、定位设备及电子设备和计算机可读存储介质。其中定位方法，包括：通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，多个接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；确定多个接收时间，其中，接收时间至少包括第一接收器接收声波的第一时间、第二接收器接收声波的第二时间和第三接收器接收声波的第三时间；确定多个时间差，其中，时间差至少包括第一时间和第二时间的第一时间差、第一时间和第三时间的第二时间差；基于多个接收器的位置关系，根据多个时间差，确定声源的位置。通过多个接收器接收声源的声波，根据接收的时间差确定声源的位置，方便快捷的实现目标定位，能适应多种环境条件。

Description

定位方法、定位装置、定位设备及电子设备

技术领域

本公开涉及空间定位领域，尤其涉及定位方法、定位装置、定位设备及电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术

在很多情况下，需要获取目标的方位、距离。在一些传统技术中，通过卫星辅助定位，而该种方式定位速度慢，并且在一些信号弱或干扰较强的地区，无法实现卫星定位。在另一些传统技术中，通过激光进行测距，但该种方式需要空间无遮挡，目标距离受限制，有些情况下还需要发射器和接收器才能完成，十分不便。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种定位方法、定位装置、定位设备及电子设备和计算机可读存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种定位方法，包括：通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，多个接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；确定多个接收时间，其中，接收时间至少包括第一接收器接收声波的第一时间、第二接收器接收声波的第二时间和第三接收器接收声波的第三时间；确定多个时间差，其中，时间差至少包括第一时间和第二时间的第一时间差、第一时间和第三时间的第二时间差；基于多个接收器的位置关系，根据多个时间差，确定声源的位置。

在一实施例中，通过多个接收器接收声源发出的声波，包括：通过多个接收器接收声源发出的指定波长或频率的声波。

在一实施例中，确定多个接收时间，包括：对接收到的声波进行声纹识别，确定声波中的目标声纹；基于接收到目标声纹的时间，确定接收时间。

在一实施例中，确定多个接收时间，包括：对接收到的声波进行波形检测，基于声波超过分贝阈值的最先时间点，确定接收时间。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种定位装置，包括：获取单元，用于通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；时间确定单元，用于确定多个接收时间，其中，接收时间至少包括第一接收器接收声波的第一时间、第二接收器接收声波的第二时间和第三接收器接收声波的第三时间；时间差确定单元，用于确定多个时间差，其中，时间差至少包括第一时间和第二时间的第一时间差、第一时间和第三时间的第二时间差；位置确定单元，用于基于多个接收器的位置关系，根据多个时间差，确定声源的位置。

在一实施例中，获取单元用于：通过多个接收器接收声源发出的指定波长或频率的声波。

在一实施例中，时间确定单元用于：对接收到的声波进行声纹识别，确定声波中的目标声纹；基于接收到目标声纹的时间，确定接收时间。

在一实施例中，时间确定单元用于：对接收到的声波进行波形检测，基于声波超过分贝阈值的最先时间点，确定接收时间。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种定位设备，包括：多个接收器，用于接收声源发出的声波，并将声波转换为数字信号，发送至处理器；处理器，与多个接收器通信连接，用于接收接收器发送的数字信号，并通过第一方面的定位方法确定声源的位置。

在一实施例中，处理器通过蓝牙与多个接收器通信连接。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储指令；以及处理器，用于调用存储器存储的指令执行第一方面的定位方法。

根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有指令，指令被处理器执行时，执行第一方面的定位方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过多个接收器接收声源的声波，根据接收的时间差确定声源的位置，从而方便、快捷的实现目标定位，能够适应多种环境条件。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种定位方法的流程示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种定位装置的示意框图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种定位设备的示意框图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种装置的示意框图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子装置的示意框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

而本公开为解决定位不便的问题，提供一种定位方法10，参见图1，包括步骤S11-步骤S14，以下详细说明：

步骤S11，通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，多个接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器。

其中，接收器为声音接收装置，可以是麦克风或其他设备。接收器设置有多个，同时，接收器设置于预定位置，接收器之间的距离、角度等位置关系确定，从而在接收到声波后，能够基于两两之间的接收时间差进行目标声源的位置判断。

在一些实施例中，步骤S11可以包括：通过多个接收器接收声源发出的指定波长或频率的声波。在一些情况下，可以通过相应的声音发生装置发出指定波长的声波，而接收器也设置为用于接收该指定波长的声波，通过配套设备避免了环境嘈杂情况下对定位的影响。

步骤S12，确定多个接收时间，其中，接收时间至少包括第一接收器接收声波的第一时间、第二接收器接收声波的第二时间和第三接收器接收声波的第三时间。

在接收器接收到声源的声波后，确定各自的接收时间，可以用于计算时间差。

在一实施例中，步骤S12可以包括：对接收到的声波进行声纹识别，确定声波中的目标声纹；基于接收到目标声纹的时间，确定接收时间。在一些情况下，也可以事先对指定声音进行采样，如对一个特定人员的声音采样，记录其声纹的特点，之后测量中，接收声波并根据声纹识别人员的声音，将特定人员的声音作为判断依据，定位的目标位置也就是该特定人员所在位置。并且，在一些嘈杂环境中，可能存在多个声音，甚至包含多个人声，基于一个声纹，能够保证各个接收器的基准一致，避免误差。

在一实施例中，步骤S12可以包括：对接收到的声波进行波形检测，基于声波超过分贝阈值的最先时间点，确定接收时间。本实施中，通过声音的分贝值确定接收时间，在一些环境中，可能存在环境噪声，如可以设置一分贝阈值超过环境噪声平均值的50％以上，从而可以通过高分贝的声音作为接收器判断接收时间的基准，在接收到超过声音阈值声音的时，即确定接收时间。因此可以方便的通过人员提高声音，或通过扬声器等扩音设备作为声源。

步骤S13，确定多个时间差，其中，时间差至少包括第一时间和第二时间的第一时间差、第一时间和第三时间的第二时间差。

根据接收到声源的声波的接收时间，确定接收器之间接收到的时间差，为了测算需要，最少需要两个时间差。以对目标进行定位。而为了提高可靠性，也可以计算三个时间差进行测算。

步骤S14，基于多个接收器的位置关系，根据多个时间差，确定声源的位置。

两接收器的接收时间的时间差确定，由于声音在介质(一般为空气)中的传播速度确定，大致为340米/秒，即代表声源位置与两接收器之间的距离差确定。在两接收器之间的位置关系确定的情况下，确定出满足该距离差分布。根据双曲线的原理，平面上到两个定点(两接收器的位置)的距离之差的绝对值为定值的点的轨迹为双曲线，同时，本公开的实施例中，距离差可以不取绝对值，因此，根据距离差确定的轨迹为双曲线的一支。在一些特殊情况下，距离差与两接收器之间的距离相等，则该声源位置位于两接收器连线的延长线上。

通过上述方式，基于两接收器的接收时间差能够得到一条曲线或一条直线。再此基础上，根据不同两点接收器的时间差得到另外一条曲线或直线，得到的两个线条的交点，即为声源所在位置。

计算时，可以将一个接收器定位平面坐标原点，另外两个接收器基于位置关系，确定坐标，在根据上述实施例描述的方式，获取两个线条的交点，得到交点坐标，即可确定目标声源相对于接收器确定的坐标的位置以及距离。

为了计算方便和定位准确，避免在一些情况下出现无法测量的问题，可以确定第一时间差的两个接收器的连线，与确定第二时间差的两个接收器(其中一个接收器可与第一组中的重复)的连线垂直。并且当需要测量的距离较远时，接收器之间的距离也可以设置更远。

通过上述任一例的定位方法10，能够方便、高效的获取准确的目标定位结果。

基于同一个发明构思，图2示出了一种定位装置100，如图2所示，定位装置100，包括：获取单元110，用于通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；时间确定单元120，用于确定多个接收时间，其中，接收时间至少包括第一接收器接收声波的第一时间、第二接收器接收声波的第二时间和第三接收器接收声波的第三时间；时间差确定单元130，用于确定多个时间差，其中，时间差至少包括第一时间和第二时间的第一时间差、第一时间和第三时间的第二时间差；位置确定单元140，用于基于多个接收器的位置关系，根据多个时间差，确定声源的位置。

在一实施例中，获取单元110用于：通过多个接收器接收声源发出的指定波长或频率的声波。

在一实施例中，时间确定单元120用于：对接收到的声波进行声纹识别，确定声波中的目标声纹；基于接收到目标声纹的时间，确定接收时间。

在一实施例中，时间确定单元120用于：对接收到的声波进行波形检测，基于声波超过分贝阈值的最先时间点，确定接收时间。

关于上述实施例中的定位装置100，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于同一个发明构思，图3示出了一种定位设备200，如图3所示，定位设备200，包括：多个接收器210，用于接收声源发出的声波，并将声波转换为数字信号，发送至处理器；处理器220，与多个接收器210通信连接，用于接收接收器210发送的数字信号，并通过前述任一实施例的定位方法10确定声源的位置。

在一实施例中，处理器通220过蓝牙与多个接收器210通信连接。

为了提高测量准确性，可以增加接收器210之间的距离。为了避免设备体积过大，并且方便部署，可以设置多个接收器210在相对距离较远的位置，并通过蓝牙或其他无线通信的方式，与处理器220通信连接，在获取声波后，接收器210可以识别接收时间后发送至处理器220，也可以把接收的声音转成数字信号发送至处理器220并通过处理器220进行判断接收时间。

关于上述实施例中的定位设备200，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图4是根据一示例性实施例示出的前述任一实施例装置的示意框图。例如，装置300可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图4，装置300可以包括以下一个或多个组件：处理组件302，存储器304，电力组件306，多媒体组件308，音频组件310，输入/输出(I/O)的接口312，传感器组件314，以及通信组件316。

处理组件302通常控制装置300的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件302可以包括一个或多个处理器320来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件302可以包括一个或多个模块，便于处理组件302和其他组件之间的交互。例如，处理组件302可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件308和处理组件302之间的交互。

存储器304被配置为存储各种类型的数据以支持在装置300的操作。这些数据的示例包括用于在装置300上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器304可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件306为装置300的各种组件提供电力。电力组件306可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置300生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件308包括在所述装置300和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件308包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备300处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件310被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件310包括一个麦克风(MIC)，当装置300处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器304或经由通信组件316发送。在一些实施例中，音频组件310还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口312为处理组件302和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件314包括一个或多个传感器，用于为装置300提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件314可以检测到装置300的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置300的显示器和小键盘，传感器组件314还可以检测装置300或装置300一个组件的位置改变，用户与装置300接触的存在或不存在，装置300方位或加速/减速和装置300的温度变化。传感器组件314可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件314还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件314还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件316被配置为便于装置300和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置300可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件316经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件316还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置300可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器304，上述指令可由装置300的处理器320执行以完成上述方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

图5是根据一示例性实施例示出的一种电子装置400的框图。例如，装置400可以被提供为一服务器。参照图5，装置400包括处理组件422，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器432所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件422的执行的指令，例如应用程序。存储器432中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件422被配置为执行指令，以执行上述方法。

装置400还可以包括一个电源组件426被配置为执行装置300的电源管理，一个有线或无线网络接口450被配置为将装置400连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口458。装置400可以操作基于存储在存储器432的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种定位方法，其特征在于，所述方法包括：

通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，所述多个接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；

确定多个接收时间，其中，所述接收时间至少包括所述第一接收器接收所述声波的第一时间、所述第二接收器接收所述声波的第二时间和所述第三接收器接收所述声波的第三时间；

确定多个时间差，其中，所述时间差至少包括所述第一时间和所述第二时间的第一时间差、所述第一时间和所述第三时间的第二时间差；

基于多个所述接收器的位置关系，根据多个所述时间差，确定所述声源的位置。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述通过多个接收器接收声源发出的声波，包括：

通过多个所述接收器接收所述声源发出的指定波长或频率的所述声波。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述确定多个接收时间，包括：

对接收到的所述声波进行声纹识别，确定所述声波中的目标声纹；

基于接收到所述目标声纹的时间，确定所述接收时间。

4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述确定多个接收时间，包括：

对接收到的所述声波进行波形检测，基于所述声波超过分贝阈值的最先时间点，确定所述接收时间。

5.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于通过处于预定位置的多个接收器接收声源发出的声波，其中，所述接收器至少包括第一接收器、第二接收器和第三接收器；

时间确定单元，用于确定多个接收时间，其中，所述接收时间至少包括所述第一接收器接收所述声波的第一时间、所述第二接收器接收所述声波的第二时间和所述第三接收器接收所述声波的第三时间；

时间差确定单元，用于确定多个时间差，其中，所述时间差至少包括所述第一时间和所述第二时间的第一时间差、所述第一时间和所述第三时间的第二时间差；

位置确定单元，用于基于多个所述接收器的位置关系，根据多个所述时间差，确定所述声源的位置。

6.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述获取单元用于：通过多个所述接收器接收所述声源发出的指定波长或频率的所述声波。

7.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述时间确定单元用于：

对接收到的所述声波进行声纹识别，确定所述声波中的目标声纹；

基于接收到所述目标声纹的时间，确定所述接收时间。

8.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述时间确定单元用于：

对接收到的所述声波进行波形检测，基于所述声波超过分贝阈值的最先时间点，确定所述接收时间。

9.一种定位设备，其特征在于，所述定位设备包括：

多个接收器，用于接收声源发出的声波，并将所述声波转换为数字信号，发送至处理器；

所述处理器，与多个所述接收器通信连接，用于接收所述接收器发送的所述数字信号，并通过权利要求1-4任一项所述的定位方法确定所述声源的位置。

10.根据权利要求9所述的定位设备，其特征在于，所述处理器通过蓝牙与多个所述接收器通信连接。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令；以及

处理器，用于调用所述存储器存储的指令执行如权利要求1至4中任一项所述的定位方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有指令，所述指令被处理器执行时，执行如权利要求1至4中任一项所述的定位方法。

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