CN112102552A - 取号机、取号方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

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CN112102552A CN202010647062.7A CN202010647062A CN112102552A CN 112102552 A CN112102552 A CN 112102552A CN 202010647062 A CN202010647062 A CN 202010647062A CN 112102552 A CN112102552 A CN 112102552A
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Abstract

本发明提供取号机、取号方法和计算机可读存储介质。第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达第一声音检测模块的第一声音信号；第二声音检测模块，用于检测从智能设备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智能设备同时发射的；排队信息生成模块，用于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；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，确定排号机与该智能设备之间的相对角度；当确定相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；无线通信模块，用于以无线通信方式向智能设备发送排队信息。本发明实现基于相对角度的智能排队取号。

Description

取号机、取号方法和计算机可读存储介质
技术领域
本发明实施方式涉及排队取号技术领域，更具体地，涉及取号机、取号方法和计算机可读存储介质。
背景技术
排队取号机简称“取号机”，是一种能够有效避免排长队的机器，为顾客在办理业务时提供方便。取号机适用于办事人多，需要长排队取号的场景，如一些政府机构、银行、餐厅或酒吧等。
目前的取号机需要人工到触摸屏上执行取号操作。然而，这种人工接触取号方式既不方便，还可能导致安全性问题。比如，取号机旁等待取号操作的人群队列可能导致人群聚集，而且触摸屏上的频繁触摸操作还可能导致疫情隐患。
发明内容
本发明实施方式提出取号机、取号方法和计算机可读存储介质。
本发明实施方式的技术方案如下：
一种取号机，包括：
第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；当所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
在一个实施方式中，排队信息生成模块，用于基于
Figure BDA0002573525330000021
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确定该取号机与智能设备之间的相对角度
Figure BDA0002573525330000022
其中
Figure BDA0002573525330000023
在一个实施方式中，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
一种取号机，包括：第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；其中所述智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第一声音信号进一步包含第一声音信号的发送时刻T1；其中所述排队信息生成模块，还用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T2-T1)×c；c为声音在空气中的传播速度；T2为第一声音信号的接收时刻；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成智能设备的排队信息；所述取号机还包括：无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
在一个实施方式中，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
一种取号机，包括：第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；其中所述智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第二声音信号进一步包含第二声音信号的发送时刻T3；其中所述排队信息生成模块，还用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T4-T3)×c；c为声音在空气中的传播速度；T4为第二声音信号的接收时刻；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成智能设备的排队信息；取号机还包括：无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
在一个实施方式中，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
一种取号方法，适用于包含第一声音检测模块、第二声音检测模块的取号机，该方法包括：使能第一声音检测模块检测从智能设备直达所述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从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号，其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为智能设备同时发射的；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；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所述时间差，确定该取号机与智能设备之间的相对角度；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；或，当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内、取号机与智能设备之间的距离小于预定门限值时，生成该智能设备的排队信息；以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
在一个实施方式中，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；所述以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息包括：基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上所述的取号方法。
从上述技术方案可以看出，本发明实现了基于相对角度的智能排队取号，无需取号机上的触摸操作即可实现排队取号，既方便了用户，还避免了人群聚集和触摸操作的安全隐患，还实现了全新的用户体验。
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为本发明取号机的结构图。
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 BDA0002573525330000061
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 BDA0002573525330000062
其中
Figure BDA0002573525330000063
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，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，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 BDA0002573525330000091
确定θ；其中arcsin为反正弦函数，d＝t*c，t为时间差，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 BDA0002573525330000092
其中
Figure BDA0002573525330000093
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；将时间差小于M的一对超声波信号的接收时刻，确定为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 BDA0002573525330000101
因此，可以计算出智能设备A与智能设备B的相对角度
Figure BDA0002573525330000102
其中
Figure BDA0002573525330000103
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；智能取号机；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 BDA0002573525330000121
则信号入射角度
Figure BDA0002573525330000122
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 BDA0002573525330000123
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 BDA0002573525330000124
计算对应于该Δt的d，其中
Figure BDA0002573525330000125
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 BDA0002573525330000126
那么信号入射角度
Figure BDA0002573525330000127
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计算方式，实现智能排队的技术方案。
图11为本发明的取号机的结构图。取号机可以安装在取号场所(比如银行、政府办公机构、餐厅、酒吧、舞厅，等等)的任意位置处(比如，门口、天花板上，地板上，等等)。
在一个实施方式中，取号机包括：第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；当所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
优选地，该预定的角度范围的区间(即范围内的角度最大值与范围内的角度最小值的差值)小于预定值(比如，15度)，从而防止因角度范围过大而容易被误触发。比如，角度范围设置为12度到20度，等等。
当用户携带智能设备(比如，手机)进入取号场所时，用户使智能设备按照预定的角度范围内的任意角度对准取号机，并且启动智能设备中的APP以触发智能设备中的声源(比如麦克风或麦克风阵列)发出声音信号(优选为超声信号)，从而启动取号操作。取号机中的第一声音检测模块和第二声音检测模块可以分别实施为麦克风或麦克风阵列。第一声音检测模块和第二声音检测模块分别接收智能设备的同一声源同时所发射的第一声音信号和第二声音信号。
其中，确定该取号机与智能设备之间的相对角度的具体方式，可以参照图1的相关描述，在此不再赘述。取号机对应于图1所示流程中的第一智能设备；需要利用取号机执行排队操作的智能设备(比如，功能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑或智能手机、手环、穿戴式智能设备，等等)对应于图1所示流程中的第二智能设备。
在一个实施方式中，排队信息生成模块，用于基于
Figure BDA0002573525330000141
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确定该取号机与智能设备之间的相对角度
Figure BDA0002573525330000142
其中
Figure BDA0002573525330000143
排队信息生成模块利用智能设备的第一声音信号或第二声音信号的接收时刻作为智能设备的排队时间，生成智能设备的排队信息。智能设备的排队信息，可以包括智能设备的排队号、智能设备之前的已有排队数、智能设备的预估排队到达时间，等等。
优选的，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。其中，无线通信方式可以包括第三代移动通信方式、第四代移动通信方式或第五代移动通信方式，等等。智能设备接收到排队信息后，可以了解自身的排队号、自身之前的已有排队数、自身的预估排队到达时间，等等。
在一个实施方式中，取号机可以利用取号机与智能设备之间的相对角度和取号机与智能设备之间的距离，发出排队信息。在一个实施方式中，智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第一声音信号进一步包含第一声音信号的发送时刻T1；排队信息生成模块，用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T2-T1)×c；c为声音在空气中的传播速度；T2为第一声音信号的接收时刻；其中当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成排队信息。比如，预定门限值可以为5米。
在一个实施方式中，智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第二声音信号进一步包含第二声音信号的发送时刻T3；排队信息生成模块，用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T4-T3)×c；c为声音在空气中的传播速度；T4为第二声音信号的接收时刻；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成排队信息。比如，预定门限值可以为5米。
本发明实施方式还提出了一种取号方法。该方法适用于包含第一声音检测模块、第二声音检测模块的取号机，该方法包括：使能第一声音检测模块检测从智能设备直达所述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从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号，其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为智能设备同时发射的；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；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所述时间差，确定该取号机与智能设备之间的相对角度；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；或，当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内、取号机与智能设备之间的距离小于预定门限值时，生成该智能设备的排队信息；以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
在一个实施方式中，第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；所述以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息包括：基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息
基于图11所示的结构图，可以基于作为声音源的智能设备与取号机之间的相对角度控制实现智能取号。
比如，当用户携带智能设备(比如，手机)进入取号场所时，可以在手持的智能设备上输入控制指令，并将智能设备保持在取号机附近的固定位置处，使得智能设备与取号机之间具有相对角度。举例，可以在智能设备的触摸屏上输入文字格式的该指令，或输入语音格式的该指令，比如语音输入：“取号”。智能设备解析到该指令后，发出声音信号。优选的，智能设备发送的声音信号(优选为超声格式)中包含智能设备的标识和取号机的标识，且为基于CDMA码分多址技术架构的信号，从而可以对多个智能设备和多个取号机进行区分。取号机接收到声音信号，解析出智能设备的标识和取号机的标识后，基于智能设备的标识和取号机的标识，确定需要自身(对应于取号机的标识)执行计算取号机与智能设备(对应于智能设备的标识)之间的相对角度和距离。而且，取号机可以基于多种方式确定取号机与智能设备之间的距离。比如，基于声音定位(优选为超声定位)方式。
举例1：取号机与智能设备保持时间同步时，第一声音信号进一步包含第一声音信号的发送时刻T1，其中取号机确定取号机与智能设备之间的距离包括：计算取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T2-T1)×c；c为声音在空气中的传播速度；T2为第一声音信号的接收时刻。
举例2：取号机与智能设备保持时间同步时，第二声音信号进一步包含第二声音信号的发送时刻T3，其中取号机确定取号机与智能设备之间的距离包括：计算取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T4-T3)×c；c为声音在空气中的传播速度；T4为第二声音信号的接收时刻。
取号机确定与智能设备的相对角度和距离后，可以基于相对角度和距离确定是否生成该智能设备的排队信息。优选地，取号机将第一声音信号或第二声音信号的接收时间作为智能设备的排队时间，以生成智能设备的排队信息。排队信息可以包括智能设备的排队号、智能设备之前的已有排队数、智能设备的预估排队到达时间，等等。而且，取号机基于智能设备的标识向智能设备发送排队信息。
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预定门限值的声音信号，确定为所述第二声音信号。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。
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 (10)

1.一种取号机，其特征在于，包括：
第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；
第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；
排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；当所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；
无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
2.根据权利要求1所述的取号机，其特征在于，
排队信息生成模块，用于基于
Figure FDA0002573525320000011
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确定该取号机与智能设备之间的相对角度
Figure FDA0002573525320000012
其中
Figure FDA0002573525320000013
3.根据权利要求1所述的取号机，其特征在于，
所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；
无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
4.一种取号机，其特征在于，包括：
第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；
第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；
排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；
其中所述智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第一声音信号进一步包含第一声音信号的发送时刻T1；其中所述排队信息生成模块，还用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T2-T1)×c；c为声音在空气中的传播速度；T2为第一声音信号的接收时刻；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成智能设备的排队信息；
所述取号机还包括：
无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
5.根据权利要求4所述的取号机，其特征在于，
所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；
无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
6.一种取号机，其特征在于，包括：
第一声音检测模块，用于检测从智能设备直达所述第一声音检测模块的第一声音信号；
第二声音检测模块，用于检测从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号；其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为该智能设备同时发射的；
排队信息生成模块，用于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；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所述时间差，确定该取号机与该智能设备之间的相对角度；
其中所述智能设备与所述取号机保持时间同步，所述第二声音信号进一步包含第二声音信号的发送时刻T3；其中所述排队信息生成模块，还用于计算该取号机与智能设备之间的距离L；其中L＝(T4-T3)×c；c为声音在空气中的传播速度；T4为第二声音信号的接收时刻；当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内且所述距离L小于预定门限值时，生成智能设备的排队信息；
取号机还包括：
无线通信模块，用于以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
7.根据权利要求6所述的取号机，其特征在于，
所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；
无线通信模块，用于基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
8.一种取号方法，其特征在于，适用于包含第一声音检测模块、第二声音检测模块的取号机，该方法包括：
使能第一声音检测模块检测从智能设备直达所述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从该智能设备直达所述第二声音检测模块的第二声音信号，其中所述第一声音信号和所述第二声音信号为智能设备同时发射的；
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；
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所述时间差，确定该取号机与智能设备之间的相对角度；
当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内时，生成该智能设备的排队信息；或，当确定所述相对角度处于预定的角度范围之内、取号机与智能设备之间的距离小于预定门限值时，生成该智能设备的排队信息；
以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息。
9.根据权利要求8所述的取号方法，其特征在于，所述第一声音信号和所述第二声音信号分别包含智能设备的国际移动用户识别码；
所述以无线通信方式向所述智能设备发送所述排队信息包括：基于国际移动用户识别码以无线通信方式向所述智能设备发送排队信息。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求8或9所述的取号方法。
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