CN111751786A - 声波测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种声波测量方法、装置、设备及存储介质，应用于第一终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器；所述方法包括：利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。本公开可突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性。

Description

声波测量方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及终端测距技术领域，尤其涉及一种声波测量方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前，常用的测距方式有红外测距、电磁波测距以及声波测距等。相关技术中是在被测两点各设置一个声波接收模块，并利用相关性算法来计算被测两点之间的距离。

然而，当上述方案在使用过程中存在一定限制，即需令发射的声波信号周期要尽可能长些，以使声波信号周期长于两个接收信号之间的时延。而在声波信号波长较长、频率较低的情况下，外界噪声干扰会导致相关性计算不准确，无法准确的计算出时延，进而影响测距的准确性。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种声波测量方法、装置、设备及存储介质，用以解决相关技术中的缺陷。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种声波测量方法，应用于第一终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器；

所述方法包括：

利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

在一实施例中，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

在一实施例中，所述目标周期声波信号的类型为扫频信号。

在一实施例中，所述基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，包括：

确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差；

基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差；

基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

在一实施例中，所述确定接收到两个目标周期声波信号的时间差包括：

对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据；

对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱；

分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段；

基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

在一实施例中，所述测量信息值包括第一终端设备到所述第二终端设备的距离信息或/和方向信息。

在一实施例中，所述方法还包括：

若所述测量信息值在预设范围内，则触发执行设定的功能操作。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种声波测量装置，应用于第一终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器；

所述装置包括：

周期声波接收模块，用于利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

信息值确定模块，用于基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

在一实施例中，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

在一实施例中，所述目标周期声波信号的类型为扫频信号。在一实施例中，所述信息值确定模块，包括：

时间差确定单元，用于确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差；

距离差确定单元，用于基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差；

信息值确定单元，用于基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

在一实施例中，所述时间差确定单元，还用于：

对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据；

对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱；

分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段；

基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

在一实施例中，所述测量信息值包括第一终端设备到所述第二终端设备的距离信息或/和方向信息。

在一实施例中，所述装置还包括：

功能操作执行模块，用于当所述测量信息值在预设范围内时，触发执行设定的功能操作。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种声波测量系统，包括第一终端设备和第二终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器，所述第二终端设备包括至少两个声波发射器；

所述第一终端设备利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；以及，基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括声波接收器、处理器，以及用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

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，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

利用声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开通过利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射，并基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，由于未采用相关性算法，因而可以突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，还可以避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性，并且方案的实施可以直接利用终端设备自身的元器件，可以降低实施方案的硬件成本。

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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1A是根据一示例性实施例示出的一种声波测量方法的流程图；

图1B是根据一示例性实施例示出的一种声波发射过程的示意图；

图1C是根据又一示例性实施例示出的一种声波发射过程的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的如何确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的如何确定接收到两个目标周期声波信号的时间差的流程图；

图4A是根据一示例性实施例示出的如何基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值的流程图；

图4B是根据一示例性实施例示出的一种声波测量原理的示意图；

图5是根据又一示例性实施例示出的一种声波测量方法的流程图；

图6是根据一示例性实施例示出的声波测量方法的应用场景示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种声波测量装置的框图；

图8是根据一示例性实施例示出的另一种声波测量装置的框图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

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例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1A是根据第一示例性实施例示出的一种声波测量方法的流程图；图1B是根据一示例性实施例示出的一种声波发射过程的示意图；图1C是根据又一示例性实施例示出的一种声波发射过程的示意图。本实施例的声波测量方法可以应用于第一终端设备(如，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)。其中，该第一终端设备包括声波接收器。如图1A所示，该方法包括以下步骤S101-S102：

在步骤S101中，利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号。

本实施例中，第二终端设备可以包括声波生成器以及至少两个声波发射器。其中，如图1B所示，声波生成器可以是两个不同的器件或设备；如图1C所示，声波生成器可以是同一个器件或设备。声波发射器可以是例如双扬声器手机的顶部扬声器和底部扬声器，再如专用超声发射设备等，用于发射频段互不重叠的周期声波信号。

本实施例中，当第二终端设备通过至少两个声波发射器发射周期声波信号后，第一终端设备可以利用自身的声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号。

其中，上述至少两个声波发射器中每个声波发射器发射一周期声波信号。

在一实施例中，上述目标周期声波信号的类型可以为扫频信号。

在步骤S102中，基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

本实施例中，当利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号后，可以基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

举例来说，当利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的目标周期声波信号后，可以利用接收到第一目标周期声波信号和第二目标周期声波信号之间的时间差和计算出各个声波发射器与与声波接收器之间的距离，进而基于该距离可以计算出所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。其中，上述测量信息值可以包括第一终端设备和所述第二终端设备之间的距离。

在另一实施例中，当第二终端中通过三个以上声波发射器发射周期声波信号时，第一终端设备可以从接收到的三个以上周期声波信号中任选两个周期声波信号计算第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值；或者，可以利用每两个周期声波信号得出一个测量信息值计算结果，再基于多个计算结果的平均值确定最终的计算结果，可以进一步提高测量信息值计算的准确度。

举例来说，可以从所述至少三个目标周期声波信号中选取每两个目标周期声波信号，并确定为第一目标周期声波信号和第二目标周期声波信号，然后确定接收到每两个第一目标周期声波信号和第二目标周期声波信号之间的时间差，进而基于所述时间差确定发射每一个目标周期声波信号的声波发射器与所述声波接收器之间的距离，在此基础上，可以基于所述时间差确定发射每一个目标周期声波信号的声波发射器与所述声波接收器之间的距离确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的一个参考测量信息值，进而基于各个参考测量信息值的平均值确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的最终测量信息值。

在另一实施例中，上述基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值的方式可以参见下述图2所示实施例，在此先不进行详述。

由上述技术方案可知，本实施例通过利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射，并基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，由于未采用相关性算法，因而可以突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，还可以避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性，并且方案的实施可以直接利用终端设备自身的元器件，可以降低实施方案的硬件成本。

图2是根据一示例性实施例示出的如何确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值的流程图。

本实施例中，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

本实施例在上述实施例的基础上以如何基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值为例进行示例性说明。如图2所示，上述步骤S102中所述基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，可以包括以下步骤S201-S203：

在步骤S201中，确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差。

本实施例中，当利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号后，可以确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差。

举例来说，当利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号后，由于各个扫频声波信息的发射频段互不重叠，因而可以通过设定方式确定接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差。

在另一实施例中，上述时间差的确定方式还可以参见下述图3所示实施例，在此先不进行详述。

在步骤S202中，基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差。

本实施例中，当确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差后，可以基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差。

举例来说，当确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差后，可以基于声波在空气中的速度以及该时间差计算出每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差。

在步骤S203中，基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

本实施例中，当基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差后，可以基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

其中，上述测量信息值可以包括第一终端设备和所述第二终端设备之间的距离。以每两个声波发射器为第一声波发射器和第二声波发射器为例，当确定第一声波发射器和第二声波发射器到声波接收器之间的距离差后，进而可以基于上述距离差和第一声波发射器和第二声波发射器之间的距离(该距离为已知参数)以及第一声波发射器和第二声波发射器与声波接收器之间的空间关系计算出第一声波发射器与所述声波接收器之间的第一距离，以及第二声波发射器与所述声波接收器之间的第二距离。在一实施例中，考虑到第一声波发射器与第二声波发射器均位于第二终端设备上，二者之间的距离相对较小，因而可以基于第一距离和第二距离的平均值来确定第一终端设备和第二终端设备之间的距离。

由上述描述可知，本实施例通过确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差，并基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差，进而基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，可以实现基于所述至少两个目标周期声波信号准确的确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，由于未采用相关性算法，因而可以突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，还可以避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性，并且方案的实施可以直接利用终端设备自身的元器件，可以降低实施方案的硬件成本。

图3是根据一示例性实施例示出的如何确定接收到两个目标周期声波信号的时间差的流程图；本实施例在上述实施例的基础上以如何确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差为例进行示例性说明。如图3所示，上述步骤S201中所述确定接收到两个目标周期声波信号的时间差，可以包括以下步骤S301-S304：

在步骤S301中，对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据。

本实施例中，当第一终端设备利用声波接收器接收到第二终端设备发送的目标扫频声波后，可以对该目标扫频声波进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据。其中，该目标扫频声波中包含由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射的至少两个目标周期声波信号。

在步骤S302中，对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱。

本实施例中，当对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据后，可以对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱。

值得说明的是，上述对处理后的每一帧数据进行频域变换的方式可以由开发人员基于实际业务需要选取相关技术中的频域变换算法，如快速傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换等，本实施例对此不进行限定。

在步骤S303中，分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率。

其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段。

在步骤S304中，基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

本实施例以目标周期声波信号的类型为扫频信号为例进行说明，假设上述第一声波发射器和第二声波发射器的发射频段分别为f₁-f₂和f₃-f₄，且周期相同为T。其中，周期声波信号的频率可取值范围为几kHz至几十kHz，周期声波信号周期可为1s、2s等等。第一终端设备的声波接收器接收到目标扫频声波后，可以首先对该声波信号进行分帧、加窗处理，然后对处理后得到的每一帧数据进行频域变换，得到该帧数据对应的频谱，其中，频域变换方式可选快速傅里叶变换、离散余弦变换或小波变换等。然后，可以分别计算f₁-f₂和f₃-f₄两个频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，分别记为f_p1和f_p2，进而可以基于f_p1和f_p2在频谱的各自频段中的位置计算出接收到第一目标周期声波信号和第二目标周期声波信号之间的时间差，具体计算过程如下式(1)～(3)所示：

设t₁为第一声波发射器发射周期声波信号至声波接收器接收的时间，t₂为第二声波发射器发射周期声波信号至声波接收器接收的时间，则：

上述两式相减，可得两信号间的时间差：

由上式求得的延迟时间Δt是一列解，但由于两个声波发射器之间的距离D已知，一般为几厘米至十几厘米，以此作为限制条件(即，距离D可以作为距离差的上限)，可以得到两信号间的时间差，从而可以基于下式(4)得到两声波发射设备到声波接收设备的距离差：

Δd＝Δt*u (4)

式中，u为空气中声速，近似取值为340m/s。

在另一实施例中，上述周期声波信号也可以为几个扫频信号的组合或者正弦信号等周期大于上限TH的任意周期信号，其中：TH＝D/u。

在此基础上，可以通过计算接收声波信号的幅度和相位来确定当前时刻在发射信号周期内的位置，进而求得t₁和t₂，再根据上式(3)和(4)得到Δd，具体计算方式不进行赘述。

由上述描述可知，本实施例对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据，并对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱，然后分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段，进而基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差，进而可以实现后续基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差，以及基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

图4A是根据一示例性实施例示出的如何基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值的流程图；图4B是根据一示例性实施例示出的一种声波测量原理的示意图；本实施例在上述实施例的基础上以如何基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值为例进行示例性说明。如图4A所示，上述步骤S203中所述基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，可以包括以下步骤S401-S403：

在步骤S401中，基于所述距离差与所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间距离的比值确定目标夹角的余弦值。

在步骤S402中，基于所述目标夹角的余弦值、所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间距离、所述距离差确定所述第一声波发射器与所述声波接收器之间的第一距离。

在步骤S403中，基于所述第一距离以及所述距离差确定所述第二声波发射器与所述声波接收器之间的第二距离。

在一实施例中，当基于所述第一距离以及所述距离差确定所述第二声波发射器与所述声波接收器之间的第二距离后，还可以基于所述第一距离、所述第二距离以及所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间距离，确定所述声波接收器与所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间的夹角。

举例来说，如图4B所示，a为声波接收器所在位置，b、c分别为第一声波发射器和第二声波发射器所在位置。从c点向线段ab做垂线，垂足为H，即可得垂线cH。可以理解的是，在实际场景中，声波接收器与声波发射器之间的距离远大于两个声波发射器之间的距离，因而周期声波信号可视为远场传输，即两条声波传输路径平行，此时aH≈ac。将第二声波发射器与声波接收器之间的距离(即线段ca)记为L；bH为两条不同声波传输路径的距离差，记为Δd；两个声波发射器之间的距离(即线段bc)已知，记为D。基于下式(5)所示的三角函数公式可计算得到：

cos∠abc＝Δd/D (5)

根据余弦定理，可以基于下式(6)得到：

由上式(6)可以解出第二声波发射器与声波接收器之间的距离(即线段ca)，如下式(7)所示：

从而也可以计算得到第一声波发射器与声波接收器之间的距离(即线段ba)，如下式(8)所示：：

在此基础上，可以由余弦定理得到声波接收器与两个声波发射器之间的夹角，如下式(9)所示：

由上述描述可知，本实施例通过基于所述距离差与所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间距离的比值确定目标夹角的余弦值，然后基于所述目标夹角的余弦值、所述第一声波发射器和所述第二声波发射器之间距离、所述距离差确定所述第一声波发射器与所述声波接收器之间的第一距离，进而可以基于所述第一距离以及所述距离差确定所述第二声波发射器与所述声波接收器之间的第二距离，可以实现准确的确定发射所述第一目标周期声波信号的第一声波发射器与声波接收器之间的第一距离，以及发射第二目标周期声波信号的第二声波发射器与声波接收器之间的第二距离，进而可以实现后续基于所述第一距离和所述第二距离确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，由于未采用相关性算法，因而可以突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，还可以避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性，并且方案的实施可以直接利用终端设备自身的元器件，可以降低实施方案的硬件成本。

图5是根据又一示例性实施例示出的一种声波测量方法的流程图；本实施例的声波测量方法可以应用于第一终端设备(如，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)。其中，该第一终端设备包括声波接收器。如图5所示，该方法包括以下步骤S501-S503：

在步骤S501中，利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号。

其中，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射。

在步骤S502中，基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

其中，步骤S501-S502的相关解释和说明可以参见上述实施例，在此不进行赘述。

在步骤S503中，若所述测量信息值在预设范围内，则触发执行设定的功能操作。

其中，上述测量信息值可以包括：第一终端设备和第二终端设备之间的距离，和/或声波接收器与第一声波发射器和第二声波发射器之间的夹角。

值得说明的是，上述设定的功能操作可以由开发人员基于实际业务需要进行设置，如设置为唤醒特定功能的界面(如，支付界面)、密码传输、解码、蓝牙指令传输等，本实施例对此不进行限定。

下面以几个应用场景为例对本实施例的声波测量方法进行说明。本实施例的声波测量方法至少可以应用于以下4个应用场景：

1、室内定位场景

在此场景下，周期声波信号的发射端可以为室内固定位置放置的声波发射器，例如音响、扬声器等，而接收端可以为IOT(Internet of Things，物联网)设备，例如扫地机器人等。当发射端通过不同声波发射器发射不同的周期声波信号后，可以由IOT设备接收该周期声波信号，进而计算出IOT设备在几何空间中的位置。

2、移动支付场景

在此场景下，周期声波信号的发射端可以为收银机等收款设备，而接收端可以为智能手机等支付终端。当通过不同声波发射器发射不同的周期声波信号后，可以由智能手机接收该周期声波信号，并计算自身与发射端之间的距离，进而可以当计算出的距离小于或等于设定阈值范围时，唤醒该智能手机的支付界面。

可知，与相关技术中传统的扫码支付方案相比，本实施例无需由用户手动打开相机进行扫码，用户只需将手机靠近收款设备即可自动唤起支付界面，操作更便捷。

3、wifi密码分享场景

在此场景下，周期声波信号的发射端和接收端可以分别为智能手机A和智能手机B，智能手机A通过不同声波发射器发射不同的周期声波信号后，智能手机B接收该周期声波信号，并计算自身与智能手机A之间的距离，进而可以当计算出的距离小于或等于设定阈值范围时，进行密码传输解码等操作。

可知，与相关技术中传统的密码传输解码方案相比，本实施例无需由用户手动打开扫一扫功能或打开相机进行扫码，只需将手机靠近即可实现密码传输解码，操作更便捷，还可以降低功耗、减小误操作。

4、蓝牙指令传输

在此场景下，周期声波信号的发射端可以为蓝牙设备，而接收端可以为用户的智能手机，当蓝牙设备通过不同声波发射器发射不同的周期声波信号后，可以由智能手机接收该周期声波信号，并计算自身与发射端之间的距离，当距离小于设定阈值范围时，传输蓝牙指令。

由上述描述可知，本实施例通过在确定第一终端设备和第二终端设备之间的距离小于或等于设定阈值时执行设定操作，可以简化执行设定操作的过程，提高操作的便捷度，还可以降低功耗、减小误操作。

图6是根据一示例性实施例示出的声波测量方法的应用场景示意图；其中，该应用场景中涉及第一终端设备100和第二终端设备200，该第一终端设备100的内部设置有声波接收器101，第二终端设备200的内部设置有至少两个声波发射器(如，声波发送器201和声波发送器202)。

本实施例中，第一终端设备100可以利用自身的声波接收器101接收第二终端设备200发送的至少两个目标周期声波信号，该至少两个目标周期声波信号分别由第二终端设备200的至少两个声波发射器(如，声波发送器201和声波发送器202)发射，即该至少两个声波发射器中每个声波发射器发射一周期声波信号；

第一终端设备100可以基于上述至少两个目标周期声波信号确定第一终端设备100和第二终端设备200之间的测量信息值，其中测量信息值可以包括：第一终端设备100和第二终端设备200之间的距离和声波接收器101与第一第二声波发射器01和第二第二声波发射器02之间的夹角。进一步地，当得到第一终端设备100和第二终端设备200之间的测量信息值后，若该测量信息值在预设范围内，如小于或等于设定阈值，则可以触发执行设定的功能操作，如唤醒支付界面、密码传输、解码、蓝牙指令传输等。相关的解释和说明可以参见上述实施例，在此不进行赘述。

图7是根据一示例性实施例示出的一种声波测量装置的框图；本实施例的声波测量装置可以应用于第一终端设备(如，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)。其中，该第一终端设备包括声波接收器。

如图7所示，装置包括：周期声波接收模块110和信息值确定模块120，其中：

周期声波接收模块110，用于利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

信息值确定模块120，用于基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

由上述描述可知，本实施例通过利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射，并基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，由于未采用相关性算法，因而可以突破实际应用中对声波信号周期长度的限制，还可以避免外界噪声干扰，提高测量信息值的计算准确性，并且方案的实施可以直接利用终端设备自身的元器件，可以降低实施方案的硬件成本。

图8是根据一示例性实施例示出的另一种声波测量装置的框图；本实施例的声波测量装置可以应用于第一终端设备(如，智能手机、平板电脑、可穿戴设备等)。其中，该第一终端设备包括声波接收器。

本实施例中，周期声波接收模块210和信息值确定模块220与前述实施例中的周期声波接收模块110和信息值确定模块120的功能相同，在此不进行赘述。

在一实施例中，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

在一实施例中，信息值确定模块220，包括：

时间差确定单元221，用于确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差；

距离差确定单元222，用于基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差；

信息值确定单元223，用于基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

在一实施例中，时间差确定单元221，还可以用于：

对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据；

对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱；

分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段；

基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

在一实施例中，测量信息值可以包括第一终端设备到所述第二终端设备的距离信息或/和方向信息。

在一实施例中，装置还可以包括：

功能操作执行模块230，用于当所述测量信息值在预设范围内时，触发执行设定的功能操作。

另一方面，本公开还提供一种声波测量系统，包括第一终端设备和第二终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器，所述第二终端设备包括至少两个声波发射器；

所述第一终端设备利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；以及，基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块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9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。例如，设备900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9，设备900可以包括以下一个或多个组件：处理组件902，存储器904，电源组件906，多媒体组件908，音频组件910，输入/输出(I/O)的接口912，传感器组件914，以及通信组件916。

处理组件902通常控制设备900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。处理元件902可以包括一个或多个处理器920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902可以包括一个或多个模块，便于处理组件902和其他组件之间的交互。例如，处理部件902可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件908和处理组件902之间的交互。

存储器904被配置为存储各种类型的数据以支持在设备900的操作。这些数据的示例包括用于在设备900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904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906为设备900的各种组件提供电力。电力组件906可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为设备900生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件908包括在所述设备900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908包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备900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910被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件910包括一个麦克风(MIC)，当设备900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904或经由通信组件916发送。在一些实施例中，音频组件910还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口912为处理组件902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914包括一个或多个传感器，用于为设备900提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件914可以检测到设备900的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为设备900的显示器和小键盘，传感器组件914还可以检测设备900或设备900一个组件的位置改变，用户与设备900接触的存在或不存在，设备900方位或加速/减速和设备900的温度变化。传感器组件914还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914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914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916被配置为便于设备900和其他设备之间有线或无线方式的通信。设备900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，4G或5G或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件916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，所述通信部件916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，设备900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，用于执行上述声波测量方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器904，上述指令可由设备900的处理器920执行以完成上述声波测量方法。例如，所述非临时性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。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、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公开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，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开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。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (17)

1.一种声波测量方法，其特征在于，应用于第一终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器；

所述方法包括：

利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标周期声波信号的类型为扫频信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值，包括：

确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差；

基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差；

基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定接收到两个目标周期声波信号的时间差包括：

对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据；

对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱；

分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段；

基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量信息值包括第一终端设备到所述第二终端设备的距离信息或/和方向信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述测量信息值在预设范围内，则触发执行设定的功能操作。

8.一种声波测量装置，其特征在于，应用于第一终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器；

所述装置包括：

周期声波接收模块，用于利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

信息值确定模块，用于基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述至少两个目标周期声波信号分别对应不同的发射频段。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标周期声波信号的类型为扫频信号。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信息值确定模块，包括：

时间差确定单元，用于确定所述声波接收器接收到第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号中每两个目标周期声波信号的时间差；

距离差确定单元，用于基于所述每两个目标周期声波信号的时间差确定所述每两个声波发射器到所述声波接收器之间的距离差；

信息值确定单元，用于基于所述距离差及所述至少两个声波发射器中确定的每两个声波发射器之间的距离，得到所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述时间差确定单元，还用于：

对所述两个目标周期声波信号进行分帧和加窗处理，得到与所述两个目标周期声波信号对应的分帧加窗数据；

对处理后的每一分帧加窗数据进行频域变换，得到所述每一分帧加窗数据对应的频谱；

分别计算发射第一发射频段和第二发射频段的能量峰值位置处的频率，得到第一频率和第二频率，其中，第一发射频段和第二发射频段分别对应所述两个目标周期声波信号的发射频段；

基于所述第一频率和所述第二频率在所述频谱的频段中的位置确定所述时间差。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测量信息值包括第一终端设备到所述第二终端设备的距离信息或/和方向信息。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

功能操作执行模块，用于当所述测量信息值在预设范围内时，触发执行设定的功能操作。

15.一种声波测量系统，其特征在于，包括第一终端设备和第二终端设备，所述第一终端设备包括声波接收器，所述第二终端设备包括至少两个声波发射器；

所述第一终端设备利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；以及，基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

16.一种电子设备，其特征在于，包括声波接收器、处理器，以及用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

利用所述声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

利用声波接收器接收第二终端设备发送的至少两个目标周期声波信号，所述至少两个目标周期声波信号分别由所述第二终端设备的至少两个声波发射器发射；

基于所述至少两个目标周期声波信号确定所述第一终端设备和所述第二终端设备之间的测量信息值。

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