CN112098934A - 一种智能设备的定位方法和智能设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种智能设备的定位方法和智能设备。当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。实现确定智能设备与声音源的距离，拓展应用范围，提升用户体验。

Description

一种智能设备的定位方法和智能设备
技术领域
本发明实施方式涉及定位技术领域，更具体地，涉及一种智能设备的定位方法和智能设备。
背景技术
随着5G等无线通信技术的投入使用，全球建设物联网的进程也在加速，而位置服务是物联网的基础设施，位置服务将渗透在诸多物联网应用场景中，使人、物位置互相感知。因此，有必要探索基于智能设备间互相定位的技术及应用，实现人与人、人与物、物与物之间的连接，提升工作、社交等场景的智能化、人性化程度。
目前，智能设备间互相的定位一般是基于GNSS全球卫星定位系统实现的。然而，GNSS全球卫星定位系统定位精度低，尤其在室内几乎无法使用。另外，WiFi技术和蓝牙技术判断智能设备的相对位置不准确，而且还需要反复试验与对照实际距离来求得与蓝牙设备相隔一米时的信号强度和环境衰减因子，因此并不可靠。目前来讲，对于一些小空间场景的智能设备的基础位置服务，现有技术不具备普适性。
发明内容
本发明实施方式提出一种智能设备的定位方法和智能设备。
本发明实施方式的技术方案如下：
一种智能设备的定位方法，该方法包括：当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：基于
Figure BDA0002390464190000021
确定当智能设备在第一位置点T1时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000022
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB。
在一个实施方式中，还包括：基于
Figure BDA0002390464190000023
确定当智能设备在第一位置点T1时，固定点A与声音源之间的距离D。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：基于
Figure BDA0002390464190000024
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000025
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB。
在一个实施方式中，还包括：基于
Figure BDA0002390464190000026
确定当智能设备在第二位置点T2时，固定点A与声音源之间的距离D。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：确定当智能设备在第一位置点T1时智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000031
其中
Figure BDA0002390464190000032
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000033
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB；c为声音的传播速度；ΔT为智能设备在第一位置点T1处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或智能设备在第一位置点T1处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000034
其中
Figure BDA0002390464190000035
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000036
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB；c为声音的传播速度；ΔT为所述相对角度为零时的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或所述相对角度为零时的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
一种智能设备，包括：第一声音检测模块；第二声音检测模块；处理器，被配置用于：当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；所述处理器，被配置用于：基于
Figure BDA0002390464190000041
确定当智能设备在第一位置点T1时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000042
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB。
在一个实施方式中，所述处理器，还被配置用于：基于
Figure BDA0002390464190000043
确定当智能设备在第一位置点T1时，固定点A与声音源之间的距离D。
在一个实施方式中，所述相对角度为α；所述处理器，被配置用于：基于
Figure BDA0002390464190000044
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000045
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB。
在一个实施方式中，所述处理器，还被配置用于：基于
Figure BDA0002390464190000046
确定当智能设备在第二位置点T2时，固定点A与声音源之间的距离D。
在一个实施方式中，所述相对角度为零；所述处理器，被配置用于：确定当智能设备在第一位置点T1时智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000051
其中
Figure BDA0002390464190000052
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000053
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB；c为声音的传播速度；ΔT为智能设备在第一位置点T1处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或智能设备在第一位置点T1处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；所述处理器，被配置用于：确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000054
其中
Figure BDA0002390464190000055
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000056
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB；c为声音的传播速度；ΔT为所述相对角度为零时的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或所述相对角度为零时的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
在一个实施方式中，所述智能设备包括：智能手机；平板电脑；智能手表；智能手环；智能音箱；智能电视；智能耳机；智能机器人。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的智能设备的定位方法。
从上述技术方案可以看出，在本发实施方式中，当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。实现确定智能设备与声音源的距离，拓展应用范围，提升用户体验。由此可见，应用本发明实施方式之后，基于设备间相对角度识别，可以实现智能设备的相对位置识别，从而提升用户体验。
另外，本发明实施方式便于用户回溯历史位置和确认当前位置。而且，本发明实施方式使得相对角度定位具备普适性，不同厂家的设备都能实现互操作和互兼容。
附图说明
图1为本发明智能设备间的相对角度确定方法的示范性流程图。
图2为本发明智能设备间相对角度确定的原理示意图。
图3为本发明智能设备间相对角度的计算原理图。
图4为本发明确定一对直达信号的第一示范性示意图。
图5为本发明确定一对直达信号的第二示范性示意图。
图6为本发明的第一声音检测模块和第二声音检测模块在智能设备中的第一示范性布置示意图。
图7为本发明的第一声音检测模块和第二声音检测模块在智能设备中的第二示范性布置示意图。
图8为本发明第一智能设备和第二智能设备的相对定位示意图。
图9为本发明在智能设备界面中展示相对角度的示意图。
图10为本发明智能设备间相对定位的示范性处理流程图。
图11为本发明智能设备的定位方法的流程图。
图12为计算智能设备与声音源之间距离的第一示范性示意图。
图13为计算智能设备与声音源之间距离的第二示范性示意图。
图14为本发明确定ΔT的示范性示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
为不额外添加硬件地、利用软件实现智能设备间相对方向定位，使得该相对定位具备普适性，不同厂家的设备都能实现互操作和互兼容，并基于此探索智能设备的创新应用，本发明实施方式提出一种基于声音(优选为超声)的智能设备间相对方向识别方案，无需额外添加硬件，可以利用软件实现两台智能设备间的相对方向识别，定位结果准确且可靠。
首先，智能设备(intelligent device)是指任何一种具有计算处理能力的设备、器械或者机器。
图1为本发明智能设备间的相对角度确定方法的示范性流程图。该方法适用于第一智能设备，第一智能设备包括第一声音检测模块和第二声音检测模块。
第一声音检测模块和第二声音检测模块在第一智能设备中被固定安装。比如，第一声音检测模块可以实施为布置在第一智能设备中的一个麦克风或一组麦克风阵列。同样地，第二声音检测模块可以实施为布置在第一智能设备中的、不同于第一声音检测模块的一个麦克风或一组麦克风阵列。
如图1所示，该方法包括：
步骤101：使能第一声音检测模块检测第二智能设备发出并直达第一声音检测模块的第一声音信号，使能第二声音检测模块检测第二智能设备发出并直达第二声音检测模块的第二声音信号，其中第一声音信号和第二声音信号为第二智能设备同时发出的。
在这里，第二智能设备可以发出一个声音信号或同时发出多个声音信号。
比如：当第二智能设备发出一个声音信号时，第二智能设备中的第一声音检测模块和第二声音检测模块分别检测该声音信号。其中：第一声音检测模块检测到的、该声音信号直达第一声音检测模块的检测信号被确定为第一声音信号；第二声音检测模块检测到的、该声音信号直达第一声音检测模块的检测信号，被确定为第二声音信号。
再比如，当第二智能设备同时发出多个声音信号时，比如发出一个超声波信号，一个可听声音信号。第二智能设备中的第一声音检测模块适配于检测超声波信号，第二声音检测模块适配于检测可听声音信号。第一声音检测模块检测该超声波信号，第二声音检测模块该可听声音信号。其中：第一声音检测模块检测到的、该超声波信号直达第一声音检测模块的检测信号被确定为第一声音信号；第二声音检测模块检测到的、该可听声音信号直达第二声音检测模块的检测信号，被确定为第二声音信号。
换句话说，第一声音信号和第二声音信号，可以为第一声音检测模块和第二声音检测模块针对第二智能设备发出的同一声音信号的分别检测信号。或，第一声音信号和第二声音信号，可以为第一声音检测模块和第二声音检测模块针对第二智能设备同时发出的不同声音信号的分别检测信号。
步骤102：确定第一声音信号的接收时刻与第二声音信号的接收时刻之间的时间差。
在这里，第一智能设备(比如，第一智能设备中的CPU)可以记录第一声音信号的接收时刻以及第二声音信号的接收时刻，并计算这两者之间的时间差。
步骤103：基于第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离以及时间差，确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度。
比如，可以由第一智能设备的CPU执行步骤103。
在一个实施方式中，步骤103中确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度包括：基于
Figure BDA0002390464190000091
确定θ；其中arcsin为反正弦函数，d＝t*c，t为所述时间差，c为声音的传播速度，D为第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离；基于θ确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度
Figure BDA0002390464190000092
其中
Figure BDA0002390464190000093
其中，步骤102中确定出的时间差的值可以为正数，也可以为负数。当所述时间差的值为正数时，第二声音信号的接收时刻早于第一声音信号的接收时刻，因此第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度φ通常为锐角；当时间差的值为负数时，第一声音信号的接收时刻早于第二声音信号的接收时刻，因此第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度φ通常为钝角。
在本发明实施方式中，第一声音信号为自第二智能设备直达第一声音检测模块的信号，第二声音信号为自第二智能设备直达第二声音检测模块的信号。实际上，无论是第一声音检测模块还是第二声音检测模块，都可能收到自第二智能设备发出且非直达的信号(比如，经过障碍物的一次反射或多次发射)。因此，如何从接收到的多个信号中确定出直达信号具有显著意义。
申请人发现：通常情况下，每个声音检测模块的接收信号流(steam)都包含直达信道与反射信道。可以依据如下原则简单且便利地确定直达信道：在声音检测模块检测到的所有信号中，直达信道的信号强度一般是最强的。
因此，在一个实施方式中，该方法还包括：将第一声音检测模块接收第二智能设备的声音信号流中的、在预定时间窗口内强度大于预定门限值的声音信号，确定为所述第一声音信号；将第二声音检测模块接收第二智能设备的声音信号流中的、在所述预定时间窗口内强度大于所述预定门限值的声音信号，确定为所述第二声音信号。
图4为本发明确定一对直达信号的第一示范性示意图。
在图4中，第一声音检测模块检测到的声音信号流为steam1，steam1包含沿着时间(t)变化的多个脉冲信号，预定信号强度的门限值为T。可见，在时间窗口90的范围内，steam1中的脉冲信号50的信号强度大于门限值T。第二声音检测模块检测到的声音信号流为steam2，steam2包含沿着时间(t)变化的多个脉冲信号，预定信号强度的门限值同样为T。可见，在时间窗口90的范围内，steam2中的脉冲信号60的信号强度大于门限值T。因此，确定脉冲信号50为第一声音信号；脉冲信号60为第二声音信号。
另外，申请人还发现：可以综合考虑以下两个原则准确地确定直达信道：原则(1)、在声音检测模块检测到的所有信号中，直达信道的信号强度一般是最强的；原则(2)、联合判别法：两条直达信道信号(第一声音信号和第二声音信号)的到达时间差所换算出的距离差d不应大于第一声音检测模块和第二声音检测模块之间的距离。
因此，在一个实施方式中，该方法还包括：在第一声音检测模块检测第二智能设备的声音信号流中确定出强度大于预定门限值的声音信号，以形成第一候选信号集；在第二声音检测模块检测第二智能设备的声音信号流中确定出强度大于所述预定门限值的声音信号，以形成第二候选信号集；确定第一候选信号集中的每个声音信号的接收时刻与第二候选信号集中的每个声音信号的接收时刻之间的各自的时间差；将所述时间差小于M的一对声音信号，确定为所述第一声音信号和所述第二声音信号，其中M＝(D/c),D为第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离，c为声音的传播速度。
图5为本发明确定一对直达信号的第二示范性示意图。
在图5中，第一声音检测模块检测到的声音信号流为steam1，steam1包含沿着时间(t)变化的多个脉冲信号，预定信号强度的门限值为T。可见，在steam1中，脉冲信号50的信号强度大于门限值T，因此第一候选信号集包含脉冲信号50。第二声音检测模块检测到的声音信号流为steam2，steam1包含沿着时间(t)变化的多个脉冲信号，预定信号强度的门限值同样为T。可见，在steam2中，脉冲信号60和脉冲信号70的信号强度都大于门限值T，因此第二候选信号集包含脉冲信号60和脉冲信号70。
而且，确定第一候选信号集中的脉冲信号50与第二候选信号集中的脉冲信号60的接收时刻之间的时间差d1，以及确定第一候选信号集中的脉冲信号50与第二候选信号集中的脉冲信号70的接收时刻之间的时间差d2。假定d1小于M，d2大于M，其中M＝(D/c)，D为第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离，c为声音的传播速度。因此，将与d1相关的一对声音信号中的脉冲信号50确定为第一声音信号，且该对声音信号中的脉冲信号60确定为第二声音信号。
优选地，第一声音信号和第二声音信号为具有码分多址格式的超声波且包含第二智能设备的媒体访问控制地址(MAC)。
因此，第一智能设备可以基于包含在声音信号中的第二智能设备的MAC地址，准确识别声音信号的来源。当环境中存在多个发出声音信号的声源时，第一智能设备基于提取声音信号中的MAC地址，可以准确利用来自于同一声源的两个直达信号确定与该声源的相对角度，而不会受到其它声源的干扰。
本发明实施方式还提出了一种智能设备间的相对角度确定方法。该方法适用于第一智能设备，所述第一智能设备包括第一声音检测模块和第二声音检测模块，该方法包括：确定第二智能设备发出的超声波信号直达第一声音检测模块的第一时刻；确定超声波信号直达第二声音检测模块的第二时刻；确定第一时刻与第二时刻之间的时间差；基于第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离以及时间差，确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度。
在一个实施方式中，所述确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度包括：基于
Figure BDA0002390464190000121
确定θ；其中arcsin为反正弦函数，d＝t*c，t为所述时间差，c为声音的传播速度，D为第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离；基于θ确定第一智能设备与第二智能设备之间的相对角度
Figure BDA0002390464190000122
其中
Figure BDA0002390464190000123
在一个实施方式中，该方法还包括下列处理中的至少一个：
(1)、将第一声音检测模块接收第二智能设备的超声波信号流中的、在预定时间窗口内强度大于预定门限值的超声波信号，确定为直达第一声音检测模块的超声波信号，将接收到该直达第一声音检测模块的超声波信号的时刻确定为所述第一时刻；将第二声音检测模块接收第二智能设备的超声波信号流中的、在所述预定时间窗口内强度大于所述预定门限值的超声波信号，确定为直达第二声音检测模块的超声波信号，将接收到该直达第二声音检测模块的超声波信号的时刻确定为所述第二时刻。
(2)、在第一声音检测模块检测第二智能设备的超声波信号流中确定出强度大于预定门限值的超声波信号，以形成第一候选信号集；在第二声音检测模块检测第二智能设备的超声波信号流中确定出强度大于所述预定门限值的超声波信号，以形成第二候选信号集；确定第一候选信号集中的每个超声波信号的接收时刻与第二候选信号集中的每个超声波信号的接收时刻之间的各自的时间差；将所述时间差小于M的一对超声波信号的接收时刻，确定为所述第一时刻和第二时刻，其中M＝(D/c),D为第一声音检测模块与第二声音检测模块之间的距离，c为声音的传播速度。
下面对本发明的相对定位的原理和计算过程进行示范性说明。
图2为本发明智能设备间相对角度确定的原理示意图。图3为本发明智能设备间相对角度的计算原理图。
如图2所示，布置在智能设备A底部的麦克风a1发射超声信号，该超声信号包含智能设备A的MAC地址，智能设备B(图2中没有示出)具有相隔布置的两个麦克风，分别为麦克风b1和麦克风b2。其中：麦克风b1接收该超声信号的直达信号L1，麦克风b2接收该超声信号的直达信号L2。该超声信号经过障碍物发射后到达麦克风b1和麦克风b2的非直达信号，不参与后续的相对角度计算。
由于智能设备较小，特别是两台智能设备相距较远时，因此直达信号L1、L2可以视为平行线。
如图3所示，L1、L2分别表示智能设备B的麦克风b1、麦克风b2接收到的直达信号(不是经障碍物反射的信号)；D为麦克风b1和麦克风b2之间的距离。比如，如果麦克风b1和麦克风b2分别布置在智能设备B的上下两端，那么D可以为智能设备B的长度；d为L1和L2的距离差，运用信号的相关算法可以确定直达信号L1相对于直达信号L2的延迟时间差t，可以基于延迟时间差t计算出d，其中d＝t*c,c为声音在介质(比如空气)中的传播速度；θ为辅助角度，其中
Figure BDA0002390464190000131
因此，可以计算出智能设备A与智能设备B的相对角度
Figure BDA0002390464190000132
其中
Figure BDA0002390464190000133
优选地，智能设备A与智能设备B可以实施为下列中的至少一个：智能手机；平板电脑；智能手表；智能手环；智能音箱；智能电视；智能耳机；智能机器人，等等。
可以在智能设备的多个位置处布置第一声音检测模块和第二声音检测模块。
图6为本发明的第一声音检测模块和第二声音检测模块在智能设备中的第一示范性布置示意图。在图6中，第一声音检测模块18和第二声音检测模块19分别布置在智能设备在长度方向上的两端，因此可以直接将智能设备的长度D确定为第一声音检测模块18和第二声音检测模块19之间的距离。
图7为本发明的第一声音检测模块和第二声音检测模块在智能设备中的第二示范性布置示意图。在图7中，第一声音检测模块18和第二声音检测模块19分别布置在智能设备在宽度方向上的两端，因此可以直接将智能设备的宽度D确定为第一声音检测模块18和第二声音检测模块19之间的距离。
以上示范性描述了第一声音检测模块和第二声音检测模块在智能设备中的布置示意图，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
实际上，目前智能设备通常都具有两组麦克风，可以将这两组麦克风作为第一声音检测模块和第二声音检测模块应用在本发明实施方式中，而无需在硬件上改动智能设备。
下面描述基于本发明实施方式利用超声计算智能设备间的相对角度的典型实例。
图8为本发明第一智能设备和第二智能设备的相对定位示意图。图10为本发明智能设备间相对定位的示范性处理流程图。在图7中，示意出检测声音信号的两组合麦克风的各自的处理路径，其中，模/数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)是将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件；带通滤波器(band-pass filter，BPF)是允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。基于超声的两台智能设备间相对方向识别步骤包括：
第一步：第一智能设备发射超声格式的定位信号，该定位信号包含智能设备1的Mac地址。
第二步：第二智能设备的两组麦克风分别检测定位信号，从各自检测到的定位信号中解析出Mac地址，并基于Mac地址确认各自检测到的定位信号源自同一声源。
第三步：第二智能设备基于自身所包含的两组麦克风分别检测出的、针对定位信号的两个直达信号之间的时间差计算出这两个直达信号的距离差d。
第四步：第二智能设备计算
Figure BDA0002390464190000151
则信号入射角度
Figure BDA0002390464190000152
Figure BDA0002390464190000153
即为第一智能设备与第二智能设备的相对角度，其中D为第二智能设备中这两组麦克风的距离。
第五步：第二智能设备在自身的显示界面上显示相对角度
Figure BDA0002390464190000154
从而提示用户第一智能设备的相对方向。比如，图9为本发明在智能设备界面中展示相对角度的示意图。
举例说明，假定在图8所示的环境中，第一智能设备具体实施为智能音箱，第一智能设备具体实施为智能手机。
步骤一：该智能音箱发射超声信号，该超声信号包含智能音箱的Mac地址，且为基于CDMA码分多址技术架构的信号。
步骤二：智能手机的两组麦克风阵列接收超声信号并解算出智能音箱的Mac地址，同时，智能手机解算出两组麦克风阵列的两个直达信号之间的距离差d。其中：假定两组克风阵列的各自接收信号流stream1和stream2中，分别存在信号强度峰值大于门限值T的直达信号，因此满足原则1；再假定这两个直达信号的到达时间差
Figure BDA0002390464190000155
计算对应于该Δt的d，其中
Figure BDA0002390464190000156
两组麦克风距离D为已知(即手机长度)，假定为0.145m，可见d＜D，因此满足原则2。因此，可以选定这两个直达信号计算相对角度，其中d＝0.014(m)。
步骤三：智能手机计算
Figure BDA0002390464190000157
那么信号入射角度
Figure BDA0002390464190000161
智能手机在自己的显示屏幕上显示角度84.4°，即智能音箱在智能手机的84.4°方向。
利用两个智能设备间相对方向的识别方法，可进一步获得两个智能设备间的相对距离。设想如下场景：有至少两个智能设备，其中，至少一个智能设备a，用于发射超声定位信号，该超声定位信号包含智能设备a的MAC地址；至少一个智能设备b，用于接收超声定位信号并解算信号入射角度，并在进一步发生移动后计算与智能设备a的相对距离。
基于上述描述，本发明实施方式还提出了基于上述相对角度的智能设备定位方法。
图11为本发明智能设备的定位方法的流程图。基于图11所示方法，可以实现智能设备(优选为可移动的智能设备)与声音源之间的距离计算。
如图11所示，该方法包括：
步骤1101：当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度。
其中，固定者A可以为手持智能设备的用户所在位置，或固定有智能设备的机器人所在位置。在这里，声音源优选为布置在固定位置的另一个智能设备。声音源可以周期性发出包含自身Mac地址的声音信号(优选为超声信号)。
首先，智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2的过程中的任意点，都可以基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对声音源发送的直达声音信号的接收时间差，确定该任意点处的智能设备与声音源之间的相对角度。具体地，相对角度的计算方式，可以参照图1所示的关于
Figure BDA0002390464190000162
的确定方法。此时，声音源对应为图1描述方法中的第二智能设备。
步骤1102：基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
在一个实施方式中，在第二位置点T2处，所述相对角度为零；步骤1102中所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：基于
Figure BDA0002390464190000171
确定当智能设备在第一位置点T1时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000172
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB。优选地，还包括：基于
Figure BDA0002390464190000173
确定当智能设备在第一位置点T1时，固定点A与声音源之间的距离D。其中，可以利用智能设备的惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)测得ψ1。惯性测量单元检测ψ1的过程为成熟技术，本发明实施方式不再赘述。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；步骤1102中基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：基于
Figure BDA0002390464190000174
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1；其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure BDA0002390464190000175
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB。优选地，还包括：基于
Figure BDA0002390464190000176
确定当智能设备在第二位置点T2时，固定点A与声音源之间的距离D。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；步骤1102中基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：确定当智能设备在第一位置点T1时智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000177
其中
Figure BDA0002390464190000178
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000179
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB；c为声音的传播速度；ΔT为智能设备在第一位置点T1处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或智能设备在第一位置点T1处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
在一个实施方式中，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：R1＝β-1*d；
Figure BDA0002390464190000181
其中
Figure BDA0002390464190000182
d＝ΔT*c；
Figure BDA0002390464190000183
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB；c为声音的传播速度；ΔT为所述相对角度为零时的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或所述相对角度为零时的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
图14为本发明确定ΔT的示范性示意图。假定智能设备的时间窗口(Frame)为0.0213秒，每个时间窗口都包含有48000个均匀分布的采样点。在B0点处，智能设备的第一个时间窗口内的第480个采样点(对应于第一个时间窗口内的t1时间点，t1＝480/48000(秒))时，第一声音检测模块检测到直达第一声音检测模块的声音信号；在Bm处，智能设备的第k个时间窗口内的第240个采样点(对应于第k个时间窗口内的t2时间点，t2＝240/48000(秒))时，第一声音检测模块检测到直达第一声音检测模块的声音信号。
那么，ΔT＝|t1-t2|，即ΔT＝(480/48000)-(480/48000)＝0.01-0.005＝0.005(秒)。
以上示范性描述了确定ΔT的示范性过程，本领域技术人员可以意识到，并不用于对本发明实施方式进行限定。
图12为计算智能设备与声音源之间距离的第一示范性示意图。图13为计算智能设备与声音源之间距离的第二示范性示意图。
在图12和图13中，假定作为声音源的智能设备a在B位置点发射超声定位信号。用户手持包含第一声音检测模块和第二声音检测模块的智能设备b，用户站在A位置点。比如，第一声音检测模块和第二声音检测模块分别实施为一组麦克风。
智能设备b在位置点T1接收超声定位信号。A点与T1之间的距离近似为用户前臂长度。智能设备b在T1位置点处，可以基于第一声音检测模块和第二声音检测模块针对声音源发出声音的各自检测操作计算智能设备b与声音源之间的相对角度
Figure BDA0002390464190000191
(具体计算过程请参照图1以及相关描述)。而且，用户手持智能设备b在A位置处原地旋转，以将智能设备a转到位置点T2，智能设备a的转动轨迹为图12中的弧T1T2。在沿着弧T1T2的转动过程中，智能设备a与智能设备b的相对角度
Figure BDA0002390464190000192
逐渐变为零度(即到T2时，相对角度变为零度)，或者该相对角度
Figure BDA0002390464190000193
变为零度后继续变化到角度值α(即到T2时，
Figure BDA0002390464190000194
相对角度变为α)，其中α不大于180度，优选不大于90度。
R1表示智能设备a与智能设备b的距离。R2表示旋转原点A与智能设备b的距离，举例说明，如果是人手持智能设备，则R2约为用户小臂的长度，优选取国际标准值；如果是机器人应用，则R2约为机械臂的长度。线段T1G为自T1向直线AB作出的垂线段，记为L。用户与智能设备a的距离，即AB，记为D。线段MN为距离差d，d＝ΔT*c。其中
可以采用两种方法计算R1和D。
第一种方法：
Figure BDA0002390464190000201
其中ψ1为旋转角度，当在第二位置点T2处相对角度为零时，ψ1为∠T1AB；当在第二位置点T2处，相对角度为α时，ψ1为∠T2AB。
因此：
Figure BDA0002390464190000202
Figure BDA0002390464190000203
第二种方法：
Figure BDA0002390464190000204
记：
Figure BDA0002390464190000205
解得：
R1＝β-1*d
Figure BDA0002390464190000206
其中ψ1为旋转角度，当在第二位置点T2处相对角度为零时，ψ1为∠T1AB；当在第二位置点T2处，相对角度为α时，ψ1为∠T2AB。
其中方法一与方法二的区别在于：在可获知R2数据的情况下，这两种方法均可选择使用，优选选择方法一，因为方法一计算量小，足够满足智能设备应用场景的需求。在不可获知R2数据的情况下，使用方法二，方法二具有精确解算距离的优点。优选的，基于上述距离计算原理，分别在T1位置和T2位置进行解算，取两次计算结果的均值为最终距离值，进一步保证准确性。
基于图12和图13的原理说明，假定有两个智能设备，智能设备a在B位置，用户手持智能设备b在A位置，基于声音(优选为超声)的两个智能设备间相对位置识别步骤为：步骤一：智能设备a发射超声定位信号，该超声定位信号包含智能设备a的MAC地址。步骤二：利用两个智能设备间相对角度的识别方法，智能设备b在T1位置接收超声定位信号并解算智能设备a的MAC地址和T1位置时的智能设备a与智能设备b之间的相对角度。步骤三：用户手持智能设备b原地旋转至智能设备a与智能设备b的相对角度变为0°后，此时智能设备b在N位置，利用智能设备b的惯性测量单元，可以获得旋转角度。之后，继续旋转任意角度到达T2位置。步骤四：利用两个智能设备间相对角度的识别方法，智能设备b在T2位置接收超声定位信号并解算智能设备a的MAC地址和T2位置时智能设备a与智能设备b之间的相对角度。步骤五：智能设备b分别在N位置和T2位置计算距离R1或D，取两次计算结果的均值为最终距离值，从而获得智能设备b相对智能设备a的位置。
下面参照图12和图13，结合实例描述本发明实施方式的计算过程。假定作为声音源的智能设备a在B位置，用户手持包含位于智能设备上部的上麦克风和位于智能设备下部的下麦克风的智能设备b，用户站在A位置。智能设备b在T1位置。用户的前臂长度为0.31m。优选地，规定信号到达时间差始终是上麦克风的到达时刻减去下麦克风的到达时刻。
方法一的步骤包括：
步骤一：智能设备a持续发射超声定位信号，该超声定位信号包含智能设备a的MAC地址。
步骤二：在T1位置点处，基于图1所示的两个智能设备间相对角度的计算方法，智能设备b中的上麦克风和下麦克风接收超声定位信号。而且，智能设备b中的处理器解算智能设备a的MAC地址以及智能设备b与智能设备a间的相对角度
Figure BDA0002390464190000221
假定此时的
Figure BDA0002390464190000222
步骤三：用户手持智能设备b原地旋转至智能设备b与智能设备a间的相对角度变为0度，此时智能设备b转动到图13中的N点位置。利用智能设备b中的惯性测量单元，可以测得此时的旋转角度ψ1，其中ψ1＝∠T1AB，假定ψ1＝59.8°。之后，用户手持智能设备b继续旋转任意角度，假定智能设备b到达T2位置。∠T1AB，即为图12中自T1点开始，经过A点到达B点所形成的角度，即线段T1A与线段AB之间的夹角。
步骤四：在T2位置处，利用两个智能设备间相对角度的计算方法，智能设备b在T2位置接收超声定位信号。智能设备b中的处理器计算智能设备a的MAC地址以及智能设备b与智能设备a间的相对角度
Figure BDA0002390464190000223
假定此时的
Figure BDA0002390464190000224
而且，利用智能手机的惯性测量单元，可以获得此时的旋转角度ψ1，其中ψ1＝∠T2AB，假定此时的ψ1＝37.9°。∠T2AB，即为图12中自T2点开始，经过A点到达B点所形成的角度，即线段T2A与线段AB之间的夹角。
步骤五：智能设备b分别在N位置和T2位置计算距离R1或D，取两次计算结果的均值为最终距离值，从而获得智能设备b相对智能设备a的位置。
在N位置：
Figure BDA0002390464190000225
解得：
Figure BDA0002390464190000226
Figure BDA0002390464190000227
同理可得，在T2位置：
Figure BDA0002390464190000231
Figure BDA0002390464190000232
所以：
Figure BDA0002390464190000233
此时，智能设备b在自己的显示屏幕上显示智能设备a的位置，即智能设备a在智能设备b的141.4°方向、15.46m距离，与用户相距15.54m。
方法二的步骤包括：
步骤一：智能设备a持续发射超声定位信号，该超声定位信号包含智能设备a的MAC地址。
步骤二：在T1位置点处，基于图1所示的两个智能设备间相对角度的计算方法，智能设备b中的上麦克风和下麦克风接收超声定位信号。智能设备b中的处理器解算智能设备a的MAC地址以及智能设备b与智能设备a间的相对角度
Figure BDA0002390464190000234
假定此时的
Figure BDA0002390464190000235
步骤三：用户手持智能设备b原地旋转至智能设备a与智能设备b的相对角度变为0°，此时智能设备b转动到图13中的N点位置。利用智能设备b中的惯性测量单元，可以测得此时的旋转角度ψ1，其中ψ1＝∠T1AB，假定ψ1＝59.8°。∠T1AB，即为图12中自T1点开始，经过A点到达B点所形成的角度，即线段T1A与线段AB之间的夹角。
步骤四：在T2位置处，利用两个智能设备间相对角度的计算方法，智能设备b在T2位置接收超声定位信号，并计算智能设备a的MAC地址以及智能设备b与智能设备a间的相对角度
Figure BDA0002390464190000236
假定此时的
Figure BDA0002390464190000237
而且，利用智能手机的惯性测量单元，可以获得此时的旋转角度ψ1，其中ψ1＝∠T2AB，假定此时的ψ1＝37.9°。∠T2AB，即为图12中自T2点开始，经过A点到达B点所形成的角度，即线段T2A与线段AB之间的夹角。
步骤五：智能设备b分别在N位置和T2位置计算距离R1或D，取两次计算结果的均值为最终距离值，从而获得智能设备b相对智能设备a的位置。
假定智能设备b在T1点的检测时间窗口内的第48采样点时检测到超声信号，
Figure BDA0002390464190000241
在N点的检测时间窗口内的第26采样点时检测到超声信号，
Figure BDA0002390464190000242
在T2点的检测时间窗口内的第17采样点时检测到超声信号，
Figure BDA0002390464190000243
在N位置：
d＝ΔT*c＝(0.001-0.00054)*340＝0.156m，
Figure BDA0002390464190000244
记
Figure BDA0002390464190000245
解得：
R1＝β-1*d≈15.31m；
Figure BDA0002390464190000246
同理可得，在T2位置：
d＝ΔT*c＝(0.00054-0.00035)*340＝0.0646m；
R1＝β-1*d≈15.13m；
Figure BDA0002390464190000247
所以：
Figure BDA0002390464190000248
此时，智能设备b在自己的显示屏幕上显示智能设备a的位置，即智能设备a在智能设备b的141.4°方向、15.22m距离，与用户相距15.42m。优选地，所述智能设备包括：智能手机；平板电脑；智能手表；智能手环；智能音箱；智能电视；智能耳机；智能机器人，等等。
本发明实施方式还提出了一种智能设备，包括：第一声音检测模块；第二声音检测模块；处理器，被配置用于：当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明上述各实施例中实现的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (16)

1.一种智能设备的定位方法，其特征在于，该方法包括：
当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；
基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；
所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：
基于
Figure FDA0002390464180000011
确定当智能设备在第一位置点T1时，智能设备与所述声音源的距离R1；
其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure FDA0002390464180000012
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
基于
Figure FDA0002390464180000013
确定当智能设备在第一位置点T1时，固定点A与声音源之间的距离D。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；
所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：
基于
Figure FDA0002390464180000014
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1；
其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure FDA0002390464180000021
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
基于
Figure FDA0002390464180000022
确定当智能设备在第二位置点T2时，固定点A与声音源之间的距离D。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；
所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：
确定当智能设备在第一位置点T1时智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：
Figure FDA0002390464180000023
其中
Figure FDA0002390464180000024
d＝ΔT*c；
Figure FDA0002390464180000025
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB；c为声音的传播速度；ΔT为智能设备在第一位置点T1处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或智能设备在第一位置点T1处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；
所述基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离包括：
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：
Figure FDA0002390464180000031
其中
Figure FDA0002390464180000032
d＝ΔT*c；
Figure FDA0002390464180000033
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB；c为声音的传播速度；ΔT为所述相对角度为零时的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或所述相对角度为零时的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
8.一种智能设备，其特征在于，包括：
第一声音检测模块；
第二声音检测模块；
处理器，被配置用于：
当以固定点A为圆心将智能设备从第一位置点T1转动到第二位置点T2时，确定智能设备的转动角度；其中在智能设备转动到第二位置点T2时，基于布置在智能设备上的第一声音检测模块和第二声音检测模块针对布置在位置点B处的声音源发送的直达声音信号的接收时间差所确定的、智能设备与声音源之间的相对角度已变化到零，或该相对角度经历变化到零后继续变化到角度α的过程，其中α不大于180度；
基于所述相对角度和所述转动角度，确定智能设备与所述声音源的距离。
9.根据权利要求8所述的智能设备，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；
所述处理器，被配置用于：基于
Figure FDA0002390464180000041
确定当智能设备在第一位置点T1时，智能设备与所述声音源的距离R1；
其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure FDA0002390464180000042
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB。
10.根据权利要求9所述的智能设备，其特征在于，
所述处理器，还被配置用于：基于
Figure FDA0002390464180000043
确定当智能设备在第一位置点T1时，固定点A与声音源之间的距离D。
11.根据权利要求8所述的智能设备，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；
所述处理器，被配置用于：基于
Figure FDA0002390464180000044
确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1；
其中R2为固定点A与智能设备之间的距离；
Figure FDA0002390464180000048
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB。
12.根据权利要求11所述的智能设备，其特征在于，
所述处理器，还被配置用于：基于
Figure FDA0002390464180000046
确定当智能设备在第二位置点T2时，固定点A与声音源之间的距离D。
13.根据权利要求8所述的智能设备，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为零；
所述处理器，被配置用于：确定当智能设备在第一位置点T1时智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：
R1＝β-1*d；
Figure FDA0002390464180000047
其中
Figure FDA0002390464180000051
d＝ΔT*c；
Figure FDA0002390464180000052
为智能设备在第一位置点T1时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T1AB；c为声音的传播速度；ΔT为智能设备在第一位置点T1处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或智能设备在第一位置点T1处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
14.根据权利要求8所述的智能设备，其特征在于，其中在第二位置点T2处，所述相对角度为α；
所述处理器，被配置用于：确定当智能设备在第二位置点T2时，智能设备与所述声音源的距离R1，或确定固定点A与声音源之间的距离D，其中：
Figure FDA0002390464180000053
其中
Figure FDA0002390464180000054
d＝ΔT*c；
Figure FDA0002390464180000055
为智能设备在第二位置点T2时，智能设备与声音源之间的相对角度；ψ1为所述转动角度，ψ1为∠T2AB；c为声音的传播速度；ΔT为所述相对角度为零时的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第一声音检测模块针对直达第一声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值，或所述相对角度为零时的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻与智能设备在第二位置点T2处的第二声音检测模块针对直达第二声音检测模块的声音信号的检测时间窗口内的检测时刻之间的差值。
15.根据权利要求8-14中任一项所述的智能设备，其特征在于，
所述智能设备包括：智能手机；平板电脑；智能手表；智能手环；智能音箱；智能电视；智能耳机；智能机器人。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的智能设备的定位方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101201399A (zh) * 2007-12-18 2008-06-18 北京中星微电子有限公司 一种声源定位方法及系统
KR20110139077A (ko) * 2010-06-20 2011-12-28 오종택 개인환경서비스를 위해 기기에 내장된 근거리통신모듈과 다중 마이크, 스피커를 이용한 지능적 위치 인식 시스템 및 방법
EP3182733A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-21 Thomson Licensing Method for using a mobile device equipped with at least two microphones for determining the direction of loudspeakers in a setup of a surround sound system
CN108254721A (zh) * 2018-04-13 2018-07-06 歌尔科技有限公司 一种机器人声源定位方法和机器人
CN110794368A (zh) * 2019-10-28 2020-02-14 星络智能科技有限公司 一种声源定位方法、装置、智能音箱及存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101201399A (zh) * 2007-12-18 2008-06-18 北京中星微电子有限公司 一种声源定位方法及系统
KR20110139077A (ko) * 2010-06-20 2011-12-28 오종택 개인환경서비스를 위해 기기에 내장된 근거리통신모듈과 다중 마이크, 스피커를 이용한 지능적 위치 인식 시스템 및 방법
EP3182733A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-21 Thomson Licensing Method for using a mobile device equipped with at least two microphones for determining the direction of loudspeakers in a setup of a surround sound system
CN108254721A (zh) * 2018-04-13 2018-07-06 歌尔科技有限公司 一种机器人声源定位方法和机器人
CN110794368A (zh) * 2019-10-28 2020-02-14 星络智能科技有限公司 一种声源定位方法、装置、智能音箱及存储介质

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