CN112666572A - 基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质，该方法应用于电子设备，方法包括：获取雷达采集的雷达图像，雷达图像中包含目标物相对于电子设备的位置数据；根据目标物的位置数据确定目标物的运动特征；在目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取目标物的生物特征；在目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。基于本发明，电子设备可以主动识别用户并自动唤醒，在一定程度上降低噪声、以及用户无意识唤醒带来的误唤醒。

Description

基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着人工智能的快速发展，智能的电子设备，比如智能音箱在大众中的普及度越来越高。

市场上的大多数电子设备需要先被用户唤醒，然后再识别用户给出的命令并执行。但是，这种被动唤醒的方式会给使用频率高的用户带来较差的体验。

因此，如何自动唤醒智能设备成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质。技术方案如下：

一种基于雷达的唤醒方法，其特征在于，所述方法应用于电子设备，所述方法包括：

获取雷达采集的雷达图像，所述雷达图像中包含目标物相对于所述电子设备的位置数据；

根据所述目标物的位置数据确定所述目标物的运动特征；

在所述目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取所述目标物的生物特征；

在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

可选的，所述预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物与电子设备的相对距离小于等于第二距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；或者，

目标物处于运动状态、目标物的运动距离大于运动距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内。

可选的，在目标物与电子设备的相对距离大于第一距离阈值的情况下，所述预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物的运动时间大于时间阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；

第一距离阈值大于所述第二距离阈值。

可选的，所述获取所述目标物的生物特征，包括：

采集所述目标物的图像；

抽取所述图像的图像特征；

通过对所述图像特征进行目标检测确定所述目标物的第一生物特征。

可选的，所述获取所述目标物的生物特征，包括：

启动指定的特征采集设备，并通过所述特征采集设备采集所述目标物的第二生物特征。

可选的，所述在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互，包括：

将所述目标物的生物特征与注册数据库中每个注册用户的生物特征分别匹配；

判断所述注册数据库中是否存在生物特征与所述目标物的生物特征相匹配的目标注册用户；

如果存在，发起第一类语音交互，所述第一类语音交互的内容包含所述目标注册用户的注册信息；

如果不存在，发起用于获取所述目标物的注册信息的第二类语音交互。

可选的，所述方法还包括：

在发起所述第二类语音交互的同时，输出注册操作界面，并响应所述注册操作界面上的触控操作，以获取所述目标物的文本注册信息。

一种基于雷达的唤醒装置，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取雷达采集的雷达图像，所述雷达图像中包含目标物相对于所述电子设备的位置数据；

轨迹确定模块，用于根据所述目标物的位置数据确定所述目标物的运动特征；

特征获取模块，用于在所述目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取所述目标物的生物特征；

语音交互模块，用于在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

一种电子设备，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有程序，所述处理器调用所述存储器存储的程序，所述程序用于实现所述的基于雷达的唤醒方法。

一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行所述的基于雷达的唤醒方法。

以上本发明提供的基于雷达的唤醒方法，电子设备可以通过雷达获取位于周边的目标物的位置数据，进一步确定目标物的运动特征从而在目标物的运动特征符合检测条件时获取目标的生物特征，并在目标物的生物特征符合人物特征时发起语音交互。基于本发明，电子设备可以主动识别用户并自动唤醒，在一定程度上降低噪声、以及用户无意识唤醒带来的误唤醒。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种基于雷达的唤醒方法的方法流程图；

图2为本发明实施例公开的预设方向范围的示例；

图3为本发明实施例公开的一种基于雷达的唤醒方法的部分方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种基于雷达的唤醒装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种基于雷达的唤醒方法，该方法应用于电子设备，方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

S10，获取雷达采集的雷达图像，雷达图像中包含目标物相对于电子设备的位置数据。

本实施例中，预先使用固定部件将雷达固定于电子设备上，并且雷达与电子设备可以正常通信。当用户开启电子设备、且电子设备处于休眠状态时，电子设备会激活雷达使雷达处于工作状态，雷达检测周边环境中目标物的位置数据并以雷达图像的方式反馈给电子设备。所述电子设备可以为智能音箱。

以下对雷达检测目标物的位置数据的过程进行介绍：

雷达包括信号发射器、信号接收器、光路调节器和处理器；其中，

信号发射器按照特定的方式，比如指定频段在空间区域内发射激光信号，位于该空域内的目标物被激光照射时激光信号会发生反射，反射回来的激光信号会被信号接收器接收，由信号接收器转换为电信号输出至处理器。

处理器接收到该信号时，通过同步触发信号发射器发射激光的时间来计算信号延时，从而获得目标物与雷达间的距离(即目标物与电子设备的相对距离)。具体的：

可以将接收到信号的时间与触发信号发射器发射激光的时间两者的时间差作为信号延时，进而将信号延时的二分之一作为目标物与雷达间的激光传播时间，最后将该激光传播时间与激光信号的传播速度的乘积作为目标物与雷达间的距离。

此外，处理器还可以根据信号发射模块获取发射角度，从而确定目标物的方位。而为提高位置测量精度，处理器可以选择卡尔曼滤波算法对信号进行滤波处理，降低噪声的影响。

而光路调节器则设置于激光信号所在的光路上，用于调节光路，保证接收和发射的同轴性。

需要说明的是，信号发射器可以是垂直腔面发射激光器阵列。并且为简化雷达的结构，缩小体积、提高集成度，雷达的信号发射器和信号接收器集成在一个雷达主板上。

在实际应用中，由于大部分雷达在一个采集方位下探测的空域有限，因此电子设备在获取雷达图像时，可以向雷达发送包括至少一个采集方位的采集指令，比如“正南”、“正东”、“正北”和“正西”，雷达依次旋转至每个采集方位，并向每个采集方位下的空域内发射激光信号，以此获得每个采集方下的雷达图像。电子设备接收雷达反馈的每个采集方位下的雷达图像，并拼接为一个完整的图像。这就可以通过雷达旋转扫描电子设备四周的目标物，从而获得一个有关周边环境的360°图像。

S20，根据目标物的位置数据确定目标物的运动特征。

本实施例中，根据目标物在一个雷达图像中的位置数据，可以将目标物定位到地图上。当然综合雷达反馈的连续多个雷达图像，即可以在地图上得到目标物的多个定位点，按照时间顺序依次连接地图上的多个定位点即可获得目标物的运动特征。目标物体的运动特征包括运动、静止、运动方向、运动时间、运动距离(即位移)、相对于电子设备的坐标。

S30，在目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取目标物的生物特征。

本实施例中，可判断目标物的运动特征是否符合预设的检测条件，如果目标物的运动特征符合预设的检测条件，则可以认为目标物具有使用电子设备的倾向(即，使用电子设备的意图)，此时进一步检测获取目标物的生物特征，以判断目标物是否为人。

在实际应用中，为提高检测效率，可以针对远近不同的目标物设置不同的检测条件，可以简化判定流程，实现快速响应。

具体的，针对较近的目标物(较近的目标物，指的是与电子设备间的相对距离小于第一距离阈值是的目标物)，目标物的运动特征符合预设的检测条件，其中的预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物与电子设备的相对距离小于等于第二距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；或者，

目标物处于运动状态、目标物的运动距离大于运动距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内。

第一距离阈值大于所述第二距离阈值。

第一距离阈值用于判断目标物是否是距离电子设备较近的目标，第二距离阈值用于判断目标物是否到达具有使用倾向的距离范围。

而针对较远的目标物(较远的目标物，指的是与电子设备间的相对距离不小于第一距离阈值是的目标物)，目标物的运动特征符合预设的检测条件，，即，在目标物与电子设备的相对距离大于第一距离阈值的情况下，所述预设的检测条件，包括：

目标物处于运动状态、目标物的运动时间大于时间阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；

第一距离阈值大于所述第二距离阈值。参见图2所示的预设方向范围的示例。目标物A朝电子设备B运动，初始方向为AB(即以目标物A所在位置为起点，经电子设备B所确定的方向)，由于目标物A后续朝向电子设备B运动时，位移方向很容易偏离初始方向，因此为避免误判目标物的移动意图，允许目标物的移动方向偏离一定方向范围，只要目标物的移动方向处于该方向范围内，均可认为是目标物朝向电子设备移动，为此，可将前述的方向范围预先设定，即预设方向范围。所述预设方向范围，可以是与初始方向AB的夹角小于等于预设角度α所形成的方向范围，所述预设角度α可根据产品在实际应用场景、空间范围大小的需求设定，本实施例不做具体数值的限定。

需要说明的是，生物特征为人体自身是固有的物理特征，包括指纹、掌纹、虹膜、人脸、红外体温、人形轮廓中的一种或多种，作为人的个性化标识来标记身份。可以理解的是，上述生物特征仅为举例，对于其他未列举到的特征，比如行为动作(比如按照指令眨眼、摇头等)，也在本实施例保护范围内。

具体实现过程中，步骤S30中“获取目标物的生物特征”可以采用如下步骤，方法流程图如图3所示：

S301，采集目标物的图像。

本实施例中，为实现主动检测，可以通过内置的摄像头采集目标物的图像，比如使用红外摄像头采集目标物的红外体温得到热红外成像图，再比如使用光学摄像头采集目标物的人脸特征或人形轮廓特征得到相应的彩色图。当然，摄像头的拍摄方向和拍摄参数可以依据目标物的位置信息(目标物与电子设备的相对距离和方位)进行适应性调节，以保证摄像头的拍摄范围覆盖目标物且拍摄到的图像清晰。

S302，抽取图像的图像特征。

本实施例中，抽取图像在指定通道类型下的通道彩色图像，再分别抽取通道彩色图像的图像特征，最后对图像特征做降维处理；其中，图像特征为可以表示图像信息的向量。

S303，通过对图像特征进行目标检测确定目标物的第一生物特征。为方便理解，本实施例以生物特征包括人脸特征为例进行说明。预先训练多个用于识别脸部器官的分类器组成一个流水线，比如识别眉毛的分类器1、识别眼睛的分类器2、识别鼻子的分类器3、识别嘴巴的分类器4依次连接，对图像特征进行分类得到脸部所在的候选区域，再进一步使用人脸识别算法判定候选区域内的脸部是否为人脸，如果是，则将该候选区域作为人脸区域。

进一步，再从人脸区域中裁剪目标物的人脸特征，具体可以将人脸区域内各脸部器官所在的位置作为参考点来刻画人脸轮廓，并按照该人脸轮廓进行裁剪获得包含人脸的脸部器官特征、轮廓特征的人脸特征。

相应的，目标物的红外体温和人形轮廓，也可以按照该过程处理，本实施例对此不再赘述。

此外，为实现与用户的交互式检测，还可以通过特征采集设备来获取目标物的诸如指纹、掌纹的生物特征。具体的，电子设备启动指定的特征采集设备，并通过特征采集设备与用户进行交互采集目标物的第二生物特征。该特征采集设备可以是与电子设备预先绑定的终端，还可以是专用的采集设备，本实施例对此不做限定。

S40，在目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

本实施例中，数据库中预先设置有多个注册用户的生物特征，通过匹配目标物的生物特征和每个注册用户的生物特征可以确定目标物与每个注册用户的相似分数，该相似分数就表征目标物属于相应注册用户的可能性。

如果目标物与多个注册用户中的一个用户的相似分数大于预设的分数阈值，则可以认为目标物是注册用户。此时电子设备可以发起语音交互，比如“主人您好，请问有什么可以帮助您的”。

具体实现过程中，为给用户带来良好体验，步骤S40“在目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互”可以采用如下步骤：

将目标物的生物特征与注册数据库中每个注册用户的生物特征分别匹配；判断注册数据库中是否存在生物特征与目标物的生物特征相匹配的目标注册用户；如果存在，发起第一类语音交互，第一类语音交互的内容包含目标注册用户的注册信息；如果不存在，发起用于获取目标物的注册信息的第二类语音交互。

为方便理解，本实施例继续以生物特征包括人脸特征为例进行说明。通过匹配目标物的人脸特征和每个注册用户的人脸特征可以确定目标物与每个注册用户的人脸相似分数。如果目标物与一个注册用户的人脸相似分数大于预设的人脸分数阈值，则将该注册用户确定为候选注册用户。

如果候选注册用户为一个，则将该候选注册用户确定为目标注册用户。当然，如果候选注册用户为多个，则可以将其中人脸分数最高的候选注册用户作为目标注册用户。即，目标物为该目标注册用户。进一步获取该目标注册用户的注册信息，比如称谓信息，并发起包含称谓信息的第一类语音交互，比如“王女士您好，请问有什么可以帮助您的”。

当然，如果不存在目标注册用户，即不存在人脸相似的注册用户，此时发起用于获取目标物的注册信息第二类语音交互，比如为获得称谓信息可以发起“主人您好，请问您的名字是什么”则语音。

在其他一些实施例中，为给用户提供除语音之前的注册方式，电子设备还可以在发起第二类语音交互的同时，输出注册操作界面，并响应注册操作界面上的触控操作，以获取目标物的文本注册信息。

实际应用中，电子设备可以在自身触控屏上输出注册操作界面，还可以向与电子设备绑定的用户端，比如手机上输出注册操作界面，从自身或者用户端处获得文本注册信息。

另外，电子设备在收到用户发出的语音后，提取音频数据特征，经过声学模型和语言模型进行语音解码和搜索算法识别其中的命令，并将该命令发给服务器。由服务器根据正则表达式分解命令内容，比如用户语音“我想听林俊杰的歌曲”，服务器通过正则表达式分解得到的“林俊杰”和“歌曲”从曲库中找到一首林俊杰的歌曲反馈给电子设备，由电子设备进行播放。

本发明实施例提供的基于雷达的唤醒方法，电子设备可以通过雷达获取位于周边的目标物的位置数据，进一步确定目标物的运动特征从而在目标物的运动特征符合检测条件时获取目标的生物特征，并在目标物的生物特征符合人物特征时发起语音交互。基于本发明，电子设备可以主动识别用户并自动唤醒，在一定程度上降低噪声、以及用户无意识唤醒带来的误唤醒。

基于上述实施例提供的基于雷达的唤醒方法，本发明实施例则提供一种基于雷达的唤醒装置，该装置的结构示意图如图4所示，包括：

图像获取模块10，用于获取雷达采集的雷达图像，雷达图像中包含目标物相对于电子设备的位置数据；

轨迹确定模块20，用于根据目标物的位置数据确定目标物的运动特征；

特征获取模块30，用于在目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取目标物的生物特征；

语音交互模块40，用于在目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

可选的，目标物的运动特征符合预设的检测条件，包括：

目标物处于运动状态、目标物与电子设备的相对距离小于等于第二距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；或者，

目标物处于运动状态、目标物的运动距离大于运动距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内。

可选的，在目标物与电子设备的相对距离大于第一距离阈值的情况下，所述预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物的运动时间大于时间阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；

第一距离阈值大于所述第二距离阈值。

可选的，特征获取模块30，具体用于：

采集目标物的图像；抽取图像的图像特征；通过对图像特征进行目标检测确定目标物的第一生物特征。

可选的，特征获取模块30，具体用于：

启动指定的特征采集设备，并通过特征采集设备采集目标物的第二生物特征。

可选的，语音交互模块40，具体用于：

将目标物的生物特征与注册数据库中每个注册用户的生物特征分别匹配；判断注册数据库中是否存在生物特征与目标物的生物特征相匹配的目标注册用户；如果存在，发起第一类语音交互，第一类语音交互的内容包含目标注册用户的注册信息；如果不存在，发起用于获取目标物的注册信息的第二类语音交互。

可选的，语音交互模块40，还用于：

在发起第二类语音交互的同时，输出注册操作界面，并响应注册操作界面上的触控操作，以获取目标物的文本注册信息。

本发明实施例提供的基于雷达的唤醒装置，可以主动识别用户并自动唤醒，在一定程度上降低噪声、以及用户无意识唤醒带来的误唤醒。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；存储器存储有程序，处理器调用存储器存储的程序，程序用于实现基于雷达的唤醒方法。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质中存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行基于雷达的唤醒方法。

以上对本发明所提供的一种基于雷达的唤醒方法、唤醒装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于雷达的唤醒方法，其特征在于，所述方法应用于电子设备，所述方法包括：

获取雷达采集的雷达图像，所述雷达图像中包含目标物相对于所述电子设备的位置数据；

根据所述目标物的位置数据确定所述目标物的运动特征；

在所述目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取所述目标物的生物特征；

在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物与电子设备的相对距离小于等于第二距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；或者，

目标物处于运动状态、目标物的运动距离大于运动距离阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在目标物与电子设备的相对距离大于第一距离阈值的情况下，所述预设的检测条件包括：

目标物处于运动状态、目标物的运动时间大于时间阈值，且目标物的运动方向落在预设方向范围内；

第一距离阈值大于所述第二距离阈值。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标物的生物特征，包括：

采集所述目标物的图像；

抽取所述图像的图像特征；

通过对所述图像特征进行目标检测确定所述目标物的第一生物特征。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标物的生物特征，包括：

启动指定的特征采集设备，并通过所述特征采集设备采集所述目标物的第二生物特征。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互，包括：

将所述目标物的生物特征与注册数据库中每个注册用户的生物特征分别匹配；

判断所述注册数据库中是否存在生物特征与所述目标物的生物特征相匹配的目标注册用户；

如果存在，发起第一类语音交互，所述第一类语音交互的内容包含所述目标注册用户的注册信息；

如果不存在，发起用于获取所述目标物的注册信息的第二类语音交互。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在发起所述第二类语音交互的同时，输出注册操作界面，并响应所述注册操作界面上的触控操作，以获取所述目标物的文本注册信息。

8.一种基于雷达的唤醒装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取雷达采集的雷达图像，所述雷达图像中包含目标物相对于所述电子设备的位置数据；

轨迹确定模块，用于根据所述目标物的位置数据确定所述目标物的运动特征；

特征获取模块，用于在所述目标物的运动特征符合预设的检测条件的情况下，获取所述目标物的生物特征；

语音交互模块，用于在所述目标物的生物特征符合预设的人物特征的情况下，发起语音交互。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有程序，所述处理器调用所述存储器存储的程序，所述程序用于实现如权利要求1-7任意一项所述的基于雷达的唤醒方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1-7任意一项所述的基于雷达的唤醒方法。

Images