CN114296031A - 用于利用直接路径信息的位置确定的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统、装置、方法和计算机程序产品确定由设备(例如机器人)携带的接收机(诸如一个或多个传感器)的位置。在方法中，响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号，接收音频信号。对于从相应音频源设备接收到的音频信号，该方法估计相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应。对于在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应，该方法从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息。该方法还包括至少部分地基于直接路径信息来确定接收机的位置。

Description

用于利用直接路径信息的位置确定的系统和方法
技术领域
示例实施例一般涉及用于位置确定的系统、装置、方法和计算机程序产品，并且更具体地，涉及用于利用直接路径信息的位置确定的系统、装置、方法和计算机程序产品。
背景技术
许多应用依赖于设备(诸如运动中的设备)的位置的准确确定。例如，越来越多地利用自主和半自主代理，诸如机器人。为了正确控制和引导机器人并促进机器人的预期功能的执行，必须以精确和可靠的方式监控机器人的位置。
依赖于设备的位置的精确确定的许多应用要求设备位于室内空间内，诸如在仓库或其他房间内。为了确定设备(诸如机器人)在室内空间内的位置，机器人可以包括一个或多个传感器，诸如一个或多个基于射频(RF)的传感器、一个或多个光学传感器(例如，光探测和测距(LiDAR)传感器)或一个或多个声学传感器。然后，机器人的位置可以基于由机器人所携带的传感器接收到的信号并结合机器人的机载遥测和统计处理技术(诸如卡尔曼滤波器和粒子滤波器)来确定。
然而，室内定位系统(诸如用于确定机器人的位置的系统)可能容易受到多路径误差的影响。多路径误差可归因于从信号源到待定位的设备(例如机器人)所携带的一个或多个传感器存在多条传播路径。在这方面，由信号源提供的信号从房间边界(例如墙壁、天花板和/或地板)的反射以及来自室内空间内的其他物体的反射可能创建多条传播路径到待定位的设备所携带的一个或多个传感器。多条传播路径的存在可导致确定设备(诸如机器人)的位置中的误差，特别是但不仅限于如果信号源与设备之间的视线被遮挡。
随着信号源与设备(例如机器人)所携带的一个或多个传感器之间的距离增加，位置确定中的这些误差可能加剧，因为沿着从信号源到一个或多个传感器的直接路径的信号相对于信号的反射路径变得更弱。为了保持信号源与待定位的设备的一个或多个传感器的接近，可以在整个室内空间的不同位置处添加额外的信号源。然而，这些额外的信号源增加了定位系统的成本，并为其安装和维护带来了额外的成本和劳动力。
多路径误差可以导致设备(诸如机器人)所处的位置的误差。例如，信号源可以发射物理波(诸如声波)或电磁波(诸如RF波)，其被传播到由待定位的设备携带的一个或多个传感器。然而，波的反射可以从设备所处的室内空间的一个或多个边界(诸如墙壁、地板或天花板)发生。在某些情况下，由一个或多个传感器接收到的反射波或多个反射波的组合可能比直接从信号源传播到一个或多个传感器的波更强，从而可能导致(一个或多个)反射波被错误地识别为是从信号源已经直接传播的波，继而导致一个或多个传感器的位置被错误地确定。
为了确定一个或多个传感器的位置并继而确定携带一个或多个传感器的设备的位置，可以执行到达时间(ToA)分析或到达角(AoA)分析。结合ToA分析，定位系统可能将一个或多个反射波错误地识别成代表从信号源到一个或多个传感器的直接传播路径，而已被识别的(一个或多个)波的结果飞行时间比如果实际遵循了直接传播路径的飞行时间更长。类似地，结合AoA分析，反射波或反射波的组合的测量角度可能被错误地识别为表示直接从信号源传播到设备所携带的一个或多个传感器的波的角度。在这些情况下，可以基于在ToA分析中的不正确飞行时间来确定与信号源的不正确距离，或者可以在AoA分析中利用与信号源的不正确角度，以使得针对携带一个或多个传感器的设备(诸如机器人)所确定的结果位置也是不正确的。由于依赖反射波被错误地解释为代表从信号源到设备所携带的一个或多个传感器的直接传播路径而错误地定位设备，从而系统将无法准确且必然地定位设备，从而可能导致设备对应用的不当执行。
发明内容
根据示例实施例提供了一种系统、装置、方法和计算机程序产品，以便以更大的确定性来确定由设备(例如机器人)携带的接收机(诸如一个或多个传感器)的位置。在这方面，示例实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品被配置为识别已经直接从信号源传播到接收机的音频信号，并且依赖这些音频信号与接收机的位置的确定相结合。因此，即使在携带接收机的设备被设置在室内空间内的情况下，由信号源发射并由接收机捕获的信号的反射也将不会明显影响接收机的位置的确定，相反，直接从信号源传播到接收机的信号被优先与接收机的位置的确定相结合。结果，即使在接收机被设置在室内空间内的情况下，也可以以更高的精度和可信度确定接收机的位置并继而携带接收机的设备(诸如机器人)的位置，从而允许携带接收机的设备以更可预测的方式执行期望的应用。
在示例实施例中，提供了一种方法，该方法包括：在接收机处，响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号，接收音频信号。对于响应于由至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，该方法至少部分地基于响应于由相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，估计相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应。对于在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应，该方法从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息，诸如通过裁剪第一脉冲响应以去除一个或多个反射。该方法还包括：至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息，确定接收机的位置。
示例实施例的方法还包括：至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息，确定第二脉冲响应。该示例实施例的方法通过至少部分地基于第二脉冲响应而确定音频信号的到达角来确定接收机的位置。在该示例实施例中，该方法可以基于直接路径信息和在与音频信号相关联的频率处的音调信号的组合来确定第二脉冲响应。在示例实施例中，该方法从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应。在该示例实施例中，该方法还包括：确定直接路径脉冲响应的峰值，然后通过至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值而确定音频信号的到达时间来确定接收机的位置。在预定音频信号包括线性调频信号(其包括随时间扫过频率的正弦波信号)的示例实施例中，该方法通过响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号而接收音频信号来接收音频信号。在该示例实施例中，该方法可以通过确定响应于线性调频信号而接收到的音频信号与线性调频信号的时间反转之间的互相关来估计第一脉冲响应。
在另一示例实施例中，提供了一种装置，该装置包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置：响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号，接收音频信号。对于响应于由至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置：至少部分地基于响应于由相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，估计相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应。对于在至少两个音频源设备的相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置：从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息，诸如通过裁剪第一脉冲响应以去除一个或多个反射。至少一个存储器和计算机程序代码还被配置为与至少一个处理器一起使该装置：至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息，确定接收机的位置。
至少一个存储器和计算机程序代码进一步被配置为与至少一个处理器一起使示例实施例的装置：至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息，确定第二脉冲响应。在该示例实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置：通过至少部分地基于第二脉冲响应而确定音频信号的到达角来确定接收机的位置。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该示例实施例的装置：基于直接路径信息和在与音频信号相关联的频率处的音调信号的组合，确定第二脉冲响应。
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使示例实施例的装置：从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建采用直接路径脉冲响应形式的直接路径信息。在该示例实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码进一步被配置为与至少一个处理器一起使该装置：确定直接路径脉冲响应的峰值，并通过至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值而确定音频信号的到达时间来确定接收机的位置。在预定音频信号包括线性调频信号(其包括随时间扫过频率的正弦波信号)的示例实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置：通过响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号而接收音频信号来接收音频信号。在该示例实施例中，至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置：通过确定响应于线性调频信号而接收到的音频信号与线性调频信号的时间反转之间的互相关来估计第一脉冲响应。
在附加示例实施例中，提供了一种装置，该装置包括用于响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号而接收音频信号的部件。对于响应于由至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，该装置包括用于至少部分地基于响应于由相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号来估计相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应的部件。对于在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应，该装置包括用于从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息的部件，诸如用于裁剪第一脉冲响应以去除一个或多个反射的部件。该装置还包括用于至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息来确定接收机的位置的部件。
示例实施例的装置还包括用于至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息来确定第二脉冲响应的部件。在该示例实施例中，用于确定接收机的位置的部件包括用于至少部分地基于第二脉冲响应来确定音频信号的到达角的部件。在该示例实施例中，该装置可以包括用于基于直接路径信息和在与音频信号相关联的频率处的音调信号的组合来确定第二脉冲响应的部件。在示例实施例中，该装置包括用于从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应的部件。在该示例实施例中，该装置还包括用于确定直接路径脉冲响应的峰值的部件，并且用于确定接收机的位置的部件包括用于至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值来确定音频信号的到达时间的部件。在预定音频信号包括线性调频信号(其包括随时间扫过频率的正弦波信号)的示例实施例中，该装置包括用于响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号来接收音频信号的部件。在该示例实施例中，用于估计第一脉冲响应的部件可以包括用于确定响应于线性调频信号而接收到的音频信号与线性调频信号的时间反转之间的互相关的部件。
在另一示例实施例中，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括至少一个非暂时性计算机可读存储介质，在该介质中存储有计算机可执行程序代码指令，该程序代码指令被配置为响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号来接收音频信号。对于响应于由至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，提供了被配置为至少部分地基于响应于由相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号来估计相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应的程序代码指令。对于在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应，还提供了被配置为从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息(诸如通过裁剪第一脉冲响应以去除一个或多个反射)的程序代码指令。此外，提供了被配置为至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息来确定接收机的位置的程序代码指令。
示例实施例的计算机可读存储介质还包括被配置为至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息来确定第二脉冲响应的程序代码指令。在该示例实施例中，被配置为确定接收机的位置的程序代码指令包括被配置为至少部分地基于第二脉冲响应来确定音频信号的到达角的程序代码指令。在该示例实施例中，被配置为确定第二脉冲响应的程序代码指令可以包括被配置为基于直接路径信息和在与音频信号相关联的频率处的音调信号的组合来确定第二脉冲响应的程序代码指令。
被配置为从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息的程序代码指令可以包括被配置为从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应的程序代码指令。在该示例实施例中，计算机可读存储介质还可以包括被配置为确定直接路径脉冲响应的峰值的程序代码指令，并且被配置为确定接收机的位置的程序代码指令可以包括被配置为至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值来确定音频信号的到达时间的程序代码指令。在预定音频信号包括线性调频信号(其包括随时间扫过频率的正弦波信号)的示例实施例中，被配置为接收音频信号的程序代码指令可以包括被配置为响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号来接收音频信号的程序代码指令。在该示例实施例中，被配置为估计第一脉冲响应的程序代码指令可以包括被配置为确定响应于线性调频信号而接收到的音频信号与线性调频信号的时间反转之间的互相关的程序代码指令。
在又一个示例实施例中，提供了一种包括多个音频源设备的系统。每个音频源设备被配置为发射预定音频信号。该系统还包括接收机，该接收机被配置为响应于由多个音频源设备提供的预定音频信号来接收音频信号。该系统进一步包括至少一个处理器，其被配置为至少部分地基于响应于预定音频信号而接收到的音频信号来估计每个相应音频源设备与接收机之间的第一脉冲响应。至少一个处理器还被配置为从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息，并且至少部分地基于该直接路径信息确定接收机的位置。
在预定音频信号包括线性调频信号(其包括随时间扫过频率的正弦波信号)的实施例中，每个音频源设备可以被配置为发射在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号。在该示例实施例中，线性调频信号可以包括声学信号或超声波信号。示例实施例的至少一个处理器被配置为至少部分地基于直接路径信息来确定第二脉冲响应。在该示例实施例中，至少一个处理器还被配置为通过至少部分地基于第二脉冲响应而确定音频信号的到达角来确定接收机的位置。在该示例实施例中，接收机可以包括多个传感器，每个传感器被配置为响应于由多个音频源设备提供的预定音频信号来接收音频信号。在示例实施例中，至少一个处理器被配置为使该装置从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建采用直接路径脉冲响应形式的直接路径信息。在该示例实施例中，至少一个处理器进一步被配置为使该装置确定直接路径脉冲响应的峰值，并且至少一个处理器被配置为使该装置通过至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值而确定音频信号的到达时间来确定接收机的位置。
附图说明
因此，已经概括地描述了本公开的某些示例实施例，在下文中将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1图示了在其中设置了两个音频源设备和接收机的室内空间；
图2是根据示例实施例的被配置为基于由多个音频源设备发射的预定音频信号来确定设备的位置的系统的框图；
图3是可被具体根据示例实施例配置以便基于由多个音频源设备发射的预定音频信号来确定接收机的位置的装置的框图；
图4是根据示例实施例的诸如由图3的装置执行的操作的流程图；
图5图示了根据示例实施例的通过裁剪第一、第二和第三音频源设备的第一脉冲响应来去除一个或多个反射；以及
图6A-6C是根据示例实施例确定的位置的图形表示，该位置是相对于真实源方向并且与利用带有连续音调且没有任何去除反射的尝试的到达角分析来确定的方向相比较。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的一些实施例，在附图中示出了本公开的一些但不是全部的实施例。实际上，一些实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供了这些实施例以使得本公开将满足适用的法律要求。相同的附图标记始终指代相同的元件。如本文所使用的，术语“数据”、“内容”、“信息”和类似术语可以互换使用以指代根据本公开的实施例的能够被发送、接收和/或存储的数据。因此，任何这种术语的使用不应被认为是限制本公开的实施例的精神和范围。
此外，如本文所用，术语“电路”是指(a)纯硬件电路实现(例如，采用模拟电路和/或数字电路的实现)；(b)电路和包括被存储在一个或多个计算机可读存储器上的软件和/或固件指令的(一个或多个)计算机程序产品的组合，它们一起工作以使装置执行本文所述的一个或多个功能；(c)需要软件或固件来操作的电路，诸如例如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分，即使该软件或固件在物理上并不存在。“电路”的这一定义适用于该术语在本文中(包括在任何权利要求中)的所有使用。作为另一示例，如本文所使用的，术语“电路”还包括这种实现方式，其包括一个或多个处理器和/或其(一个或多个)部分以及随附的软件和/或固件。作为另一示例，本文使用的术语“电路”还包括例如用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路或者在服务器、蜂窝网络设备、其他网络设备(诸如核心网络装置)、现场可编程门阵列、和/或其他计算设备中的类似集成电路。
根据示例实施例提供了一种系统、装置、方法和计算机程序产品，其利用诸如音频信号的物理波以便确定设备的位置。可以定位多种设备中的任一种，包括例如机器人或被配置为移动或以其他方式被重新定位的其他自主或半自主代理。可以被定位的其他设备包括例如移动终端(诸如移动电话、智能电话、膝上型计算机、平板计算机或其他移动计算设备)、或个人佩戴的设备(诸如智能设备(例如智能手表)、健康监测器、个人导航系统等)。在示例实施例中，该系统、装置、方法和计算机程序产品被配置为确定设备在室内空间内(诸如在仓库、房间或其他室内设施内)的位置，作为被配置为聚焦于从多个音频源直接传播到该设备的音频信号而很少或不考虑从室内空间内的一个或多个表面(诸如墙壁、天花板或地板或其他对象)反射的音频信号的结果。然而，其他示例实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品可以被配置为确定设备在室外或在音频信号可以从一个或多个表面或对象反射的其他环境中的位置。
图1描绘了其中可以部署示例实施例的系统的室内空间10的示例。在该示例实施例中，提供了多个音频源设备12，每个音频源设备12被配置为提供音频信号。图1的系统还包括接收机14，接收机14被配置为接收由多个音频源设备发射的音频信号。接收机可以由待定位的设备携带，或者可以以其他方式与待定位的设备具有预定义位置关系。这样，通过确定接收机的位置，可以对应地确定设备的位置，诸如通过与接收机位于同一位置或者相对于接收机处于预定义位置关系。
虽然图1的系统包括两个音频源设备12，但是，该系统可以包括任意数量的音频源设备，诸如K个音频源设备。音频源设备的数量可以取决于音频源设备和接收机14所处的环境。对于室内空间10，音频源设备的数量可以取决于室内空间的大小，较大的室内空间有时利用比较小的室内空间更多数量的音频源设备。尽管两个音频源设备可足以确定设备的位置，但系统可以包括第三音频源设备，以便连同设备的位置一起识别设备的姿势/定向。进一步地，该系统可以包括第四音频源设备，以便估计设备的姿势/定向以及设备的三维(3D)位置。
音频源设备12可以位于在设备要被定位在其内的空间内的各种位置中的任何位置。然而，在一个实施例中，音频源设备可被放置在靠近(诸如邻近)设备要被定位在其内的室内空间10的边界16(诸如墙壁)。音频源设备的位置是预先已知的，即音频源设备的位置是预定义的，以使得可以利用音频信号源的位置来确定接收机14的位置并继而确定待定位的设备的位置。
可以采用各种类型的音频源设备12，尽管系统的音频源设备通常是相同类型的以便发射相同类型的音频信号。在图2中描绘了音频源设备的一个示例，该音频源设备包括被配置为生成源波形xk(t)的电路20(诸如由Raspberry Pi Foundation开发的Raspberry Pi0单板计算机)和用于响应于源波形而生成音频信号的换能器22(诸如压电或电磁换能器)。在一些示例实施例中，音频源设备还可以包括被配置为在将源波形提供给换能器之前放大源波形的放大器。在其他示例实施例中，音频源设备可以不完全相互独立，相反，每个音频源设备可以包括由单个信号源(例如放大器)驱动的相应扬声器或换能器。
音频源设备12被配置为生成和发射音频信号，该音频信号具有窄带宽并同时对由更宽的带宽提供的估计脉冲响应的改进的时间分辨率(例如，估计脉冲响应的更尖锐的峰值)和优选避免与由包括多个音频源设备的系统中的其他音频源设备发射的音频信号重叠进行平衡。然而，在一个示例实施例中，音频源设备生成和发射具有高达几kHz的带宽(诸如以在19kHz至23.5kHz范围内的超声波频率为中心的1000Hz的带宽)的音频信号。每个音频源设备被配置为发射在不同频带中的音频信号，以使得由每个音频源设备发射的音频信号在数学上是正交的。在示例实施例中，音频源设备被配置为生成线性调频信号，更具体地是在时间上被信号静默间隔分开的多个间歇性线性调频信号。因此，该示例实施例的音频源设备被配置为生成线性调频信号，然后在发射另一个线性调频信号之前的信号静默间隔期间保持静默。线性调频信号是窄带宽中的正弦波随时间扫过频率的扫频正弦波信号。在这方面，由音频源设备发射的线性调频信号xk(t)可以被定义如下：xk(t)＝sin(2πf(t)t)。在该示例实施例中，可以以各种方式定义基于时间的频率函数f(t)，例如包括在音频源设备发射线性调频信号的实施例中是
Figure BDA0003292697790000121
或在音频源设备发射对数线性调频信号的实施例中是
Figure BDA0003292697790000122
关于上述基于时间的频率函数的示例，f1和f0分别是正弦波扫过的频率范围的上限和下限频率(以使得f1-f0定义线性调频信号的带宽)，T是正弦波扫过频率范围的时间段的长度。
在示例实施例中，音频源设备12还可以包括被配置为对线性调频信号进行滤波的滤波器。例如，滤波器可以被配置为应用窗函数(诸如汉宁、汉明或布莱克曼窗函数)以平滑线性调频信号的幅度并去除在线性调频信号的末端的非连续性。通过对线性调频信号进行滤波，可以在音频源设备在触发线性调频信号时减少或消除可听见的爆裂声。
如上所述，示例实施例的每个音频源设备12被配置为发射被信号静默间隔分隔开的多个线性调频信号。在示例实施例中，线性调频信号之间的信号静默间隔足够长，以使得包括来自一个线性调频信号的反射(诸如来自音频源设备和接收器14所处的室内空间10的边界16)的房间脉冲响应在下一个线性调频信号的发射之前明显消散或被消除。因此，信号静默间隔的时间长度可以是基于室内空间的混响特性，诸如可以基于对室内空间的大小和构成室内空间的边界的材料的分析而通过对可能的混响行为的音频分析或视频分析来确定。作为示例，五十毫秒(ms)的信号静默间隔可以足够确保在超声频率范围内的反射在大小为10米乘7米的室内空间中衰减超过20dB。然而，在不同大小或者具有由不同材料构成的边界或者以其他方式具有不同混响特性的室内空间中，信号静默间隔可以具有其他长度，以便在声学上分离由音频源设备生成的线性调频信号。例如，在其他设置中，持续时间为大约11ms的线性调频信号被持续时间为大约160ms的信号静默间隔分开。
如图2所示，接收机14被配置为接收由多个音频源设备12发射的音频信号。在示例实施例中，接收机包括用于接收由多个音频源设备发生的音频信号的一个或多个麦克风或其他音频传感器。因此，在本文中提及接收机对音频信号的接收包括在至少一些实施例中，接收机的(一个或多个)麦克风或其他(一个或多个)音频传感器对音频信号的接收。在设备的位置将要基于到达时间分析来确定的示例实施例中，接收机可以仅包括单个麦克风或另一个音频传感机。可替代地，在设备的位置将要基于到达角分析来确定的实施例中，接收机可以包括两个或更多个麦克风或其他音频传感器。
尽管接收机14可以以多种不同方式中的任一种来配置，但是，图2中描绘的示例实施例的接收机可以包括输入换能器24(诸如麦克风或其他音频传感器)和被配置为如下所述地存储和/或流式传输所接收的信号的电路26(诸如由Raspberry Pi Foundation开发的Raspberry Pi 3或4单板计算机)。在一些实施例中，接收机还包括被配置为分析所接收的信号并确定接收机并继而设备的位置的装置，而在包括图2中描绘的实施例的其他实施例中，音频信号或其表示被提供(例如，被流式传输)给与接收机分离的装置30，以便分析由接收机接收到的音频信号。基于由接收机接收到的音频信号，可以诸如基于到达角分析、到达时间分析、到达时间延迟分析等来确定接收机的位置，并继而确定设备的位置。
被配置为确定接收机14的位置并继而确定接收机所关联的设备的位置的装置30可以以多种不同的方式来实现。例如，该装置可以由接收机实现，或者可以由与接收机分离但与接收机通信的计算设备实现。在装置与接收机分离但与接收机通信的实施例中，实现该装置的计算设备可以是个人计算机、服务器、膝上型计算机、移动计算设备或任何其他类型的计算设备。如图3所示，示例实施例的装置包括处理器32、存储器34和通信接口36、或者与其相关联或者与其通信。处理器可以经由用于在装置的组件之间传递信息的总线与存储器通信。存储器可以是非暂时性的，并且可以包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。换句话说，例如，存储器可以是包括门的电子存储器件(例如，计算机可读存储介质)，门被配置为存储机器(例如，像处理电路一样的计算设备)可检索的数据(例如，位)。存储器可以被配置为存储信息、数据、内容、应用、指令等以使装置能够根据本公开的示例实施例执行各种功能。例如，存储器可以被配置为缓冲输入数据以供处理电路处理。附加地或可替代地，存储器可以被配置为存储由处理电路执行的指令。
如上所述，在一些实施例中，装置30可以被实现在各种计算设备中。然而，在一些实施例中，该装置可以被实现为芯片或芯片组。换句话说，该装置可以包括一个或多个物理封装(例如，芯片)，其包括结构组合件(例如，基板)上的材料、组件和/或导线。结构组合件可以对在其上包括的组件电路提供物理强度、尺寸保持和/或电相互作用的限制。因此，在一些情况下，该装置可以被配置为在单个芯片上实现本公开的实施例或者将其实现为单个“片上系统”。因此，在一些情况下，芯片或芯片组可以构成用于执行一个或多个操作以提供本文所描述的功能的装置。
处理器32可以以多种不同方式实现。例如，处理器可以被实现为各种硬件处理装置中的一种或多种，诸如处理电路、协处理器、微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、带有或不带有附带DSP的处理元件、或包括集成电路的各种其他电路(诸如例如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)、微控制器单元(MCU)、硬件加速器、专用计算机芯片等)。因此，在一些实施例中，处理器可以包括被配置为独立执行的一个或多个处理核。多核处理器可以在单个物理封装内实现多处理。附加地或可替代地，处理器可以包括经由总线串联配置的一个或多个处理器以实现指令、流水线和/或多线程的独立执行。
在一个示例实施例中，处理器32可以被配置为执行被存储在存储器设备34中或者以其他方式处理器可访问的指令。替代地或附加地，处理器可以被配置为执行硬编码功能。因此，无论是由硬件或软件方法配置，还是由其组合配置，处理器都可以表示在被相应配置时能够执行根据本公开的实施例的操作的实体(例如，被物理地实现在电路中)。因此，例如，当处理器被实现为包括但不限于ASIC、FPGA等的处理电路时，处理器可以是用于进行本文描述的操作的特定配置硬件。可替代地，作为另一示例，当处理器被实现为指令的执行器时，指令可以具体配置处理器以在指令被执行时执行本文描述的算法和/或操作。然而，在一些情况下，处理器可以是特定设备(例如，图像或视频处理系统)的处理器，其被配置为通过处理器的通过用于执行本文描述的算法和/或操作的指令的进一步配置来采用一个实施例。处理器可以包括被配置为支持处理器的操作的时钟、算术逻辑单元(ALU)和逻辑门等。
通信接口36可以是任何装置，诸如以硬件或以硬件和软件的组合体现的器件或电路，其被配置为接收和/或发送数据，包括音频信号或代表音频信号的数据。例如，在装置与接收机分离的一些实施例中，通信接口可以被配置为与接收机14进行通信。在这方面，通信接口可以包括例如天线(或多个天线)以及支持硬件和/或软件，以用于实现与无线通信网络的通信。附加地或可替代地，通信接口可以包括用于与(一个或多个)天线交互以引起信号经由(一个或多个)天线的发送或处理经由(一个或多个)天线接收到的信号的接收的电路。在一些环境中，通信接口可以可替代地或也支持有线通信。因此，例如，通信接口可以包括通信调制解调器和/或用于支持经由电缆、数字用户线(DSL)、通用串行总线(USB)或其他机制的通信的其他硬件/软件。
现在参考图4，根据一个示例实施例描述诸如由装置30执行的操作，以便确定接收机14的位置，并继而确定接收机所关联的设备的位置。如上所述，接收机14被配置为响应于由至少两个音频源设备12提供的预定音频信号来接收音频信号。因此，由接收机接收到的音频信号包括来自空间内的多个音频源设备中的每一个的音频信号的组合。因此，由接收机接收到的音频信号可以被定义为：
Figure BDA0003292697790000151
其中，hk,m(t)是相应的音频源设备k与接收机m(或接收机的麦克风或其他音频传感器m)之间的脉冲响应，nm(t)是在接收机m(或者接收机的麦克风或其他音频传感器m)处的与任何音频源设备无关的噪声。由接收机接收到的音频信号继而被提供给装置。因此，装置包括诸如通信接口36、处理器32、处理电路等的装置，以用于响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号而接收诸如来自接收机的音频信号。参见图4的框40。对于响应于由至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备12提供的预定音频信号而接收到的音频信号，示例实施例的装置30包括诸如处理器32、处理电路等的装置，用于估计信号起始时间，并在一个实施例中用于至少部分地基于响应于由相应音频源设备提供的预定音频信号而接收到的音频信号，估计相应音频源设备与接收机14之间的第一脉冲响应。参见框42。因此，诸如处理器的装置被配置为针对每个相应音频源设备估计第一脉冲响应。尽管可以以各种方式估计第一脉冲响应，但是，在由相应音频源设备发射的预定音频信号是包括随时间扫过频率的正弦波信号的线性调频信号的示例实施例中，诸如处理器的装置可以被配置为通过确定响应于线性调频信号而接收到的音频信号与线性调频信号的时间反转之间的互相关来估计第一脉冲响应。在该示例实施例中，针对每个音频源设备k和接收机(或者接收机的麦克风或音频传感器)m所估计的第一脉冲响应可以被定义为：
Figure BDA0003292697790000161
其中，f(-t)表示线性调频信号的时间反转。
对于在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备12与接收机14之间估计的第一脉冲响应，示例实施例的装置30包括诸如处理器32、处理电路等的装置，用于从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息。参见图4的框44。直接路径信息定义直接路径脉冲响应，以使得从第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息也针对从相应音频源设备直接传播到接收机而无反射的信号而创建直接路径脉冲响应。诸如处理器的装置可以被配置为从第一脉冲响应中去除所有反射，以使得仅保留直接路径信息。通过从第一脉冲响应中去除一个或多个反射，可以消除可归因于音频信号诸如从接收机并且继而设备被设置在其中的空间的边界16的反射对第一脉冲响应的贡献。通过从第一脉冲响应中去除反射，保留的直接路径信息代表从相应音频源设备直接传播到接收机而没有反射(诸如没有来自接收机并且继而设备被设置在其中的空间的边界的反射)的音频信号。
诸如处理器32的装置30可以被配置为以多种不同方式中的任一种从第一脉冲响应中去除一个或多个反射。然而，在一个示例实施例中，诸如处理器的装置被配置为通过裁剪第一脉冲响应来从第一脉冲响应中去除一个或多个反射。在这方面，诸如处理器的装置被配置为裁剪第一脉冲响应，以使得在裁剪第一脉冲响应之后保留的第一脉冲响应的部分表示直接路径脉冲响应，并且不包括关于(诸如来自接收机14并且继而设备位于其中的空间的边界16的)反射的信息或至少包括较少的关于反射的信息。
作为示例，图5描绘了由第一、第二和第三音频源设备12发射并由接收机14接收的预定音频信号生成的第一脉冲响应。每个第一脉冲响应不仅包括指示已经沿着直接路径从相应音频源设备传播到接收机而没有反射的这些信号的直接路径信息，而且包括关于已经诸如从接收机被设置在其中的空间的边界16反射的信号的信息。为了从第一脉冲响应中去除至少一些(如果不是全部)反射，对第一脉冲响应进行裁剪，以使得在裁剪之后，仅保留来自被指定为50的时间段的第一脉冲响应的那部分。第一脉冲响应的该保留部分包括直接路径信息，该直接路径信息指示已经从相应音频源设备直接传播到接收机而没有反射的信号。
诸如处理器32的装置30可以被配置为以各种方式裁剪第一脉冲响应，以便创建直接路径信息。在一个实施例中，由接收机14从相应音频源设备12接收的信号包括初始段52(其中信号具有相对小的幅度，诸如来自前一线性调频信号的残留信号)，随后是多个时间段，每一个时间段包括具有大幅度的初级脉冲和一个或多个次级脉冲。在每个不同时间段内的脉冲表示已遵循了从相应音频源设备到接收机的不同传播路径的信号，诸如与初始时间段50相关的直接路径或与后续时间段相关的反射路径。为了裁剪第一脉冲响应以便保留直接路径信息，该示例实施例的诸如处理器的装置被配置为裁剪第一脉冲响应以便保留第一时间段内的信号，但是消除在初始段内的和在其他后续时间段内的表示来自接收机被设置在其中的空间的边界16的反射的信号。
作为示例但不限于，诸如处理器32装置30可以被配置为通过在直接脉冲响应中搜索并识别第一峰值(诸如超过预定义阈值的第一峰值)来裁剪直接路径脉冲。预定义阈值可以具有大于在初始段52内的信号的相对小幅度的值。在第一峰值在时间位置p处被检测到的示例中，诸如处理器的装置可以被配置为定义从p-k/B到p+k/B的峰值周围的窗口，在该窗口内的信号被保留。在本示例中，B是由音频源设备发射的线性调频信号或其他预定音频信号的带宽。在这方面，示例实施例的带宽B可以被定义为B＝f2-f1。在前述等式中，k被定义为确定窗口的大小的常数，诸如在一个示例实施例中为2。
如上所述，诸如处理器32的装置30可以被配置为去除所有的反射或者一些但不是所有的反射。在诸如处理器的装置被配置为去除一些反射的示例中，早期反射可以被去除，因为早期反射可能更显著地降低确定直接路径脉冲的位置的精度，而至少一些较晚的反射可以不被去除而是可以保留，因为较晚的反射通常具有较低的幅度并且与线性调频信号的相关性较低，以便与早期反射相比不会降低确定直接路径脉冲的位置的精度那么多。
被去除的反射量可以至少部分地取决于分析窗口的持续时间，该分析窗口的持续时间是基于音频源设备12重复线性调频信号的定时而定义的。对于定位，关于接收机14的位置的频繁更新是期望的，线性调频信号的重复率定义了可以确定接收机的位置的频率。例如，每隔180ms重复一次的持续时间为60ms的线性调频信号允许以5.5Hz的频率更新接收机的位置。在该示例中，线性调频信号的重复率定义了等于线性调频信号被重复的周期的180ms的分析窗口，继而定义了第一脉冲响应的长度为180ms，包括前面尾部的未知长度。因此，诸如处理器的装置可以被配置为去除在分析窗口内的包括由初始段表示的早期反射的任何反射，但不去除到达分析窗口以外的其他反射。为了消除这些额外的反射，必须通过增加两个连续的线性调频信号之间的时间间隔来扩大分析窗口，从而导致不频繁的位置更新。
尽管可以通过裁剪第一脉冲响应来创建直接路径信息，但是诸如处理器32的装置30可以被配置为以其他方式创建直接路径信息。例如，直接路径信息可以是关于第一脉冲响应的信息，诸如直接路径脉冲峰值的位置、直接路径脉冲峰值的大小以及可选的直接路径脉冲峰值的质量或锐度(诸如在直接路径脉冲峰值的时间宽度方面)。
在示例实施例中，装置30还包括用于至少部分地基于从已经在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备12与接收机14之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息来确定第二脉冲响应的装置，诸如处理器32、处理电路等。参见图4的框46。诸如处理器的装置可以被配置为以各种方式确定第二脉冲响应。然而，在示例实施例中，诸如处理器的装置被配置为基于直接路径信息和在与音频信号相关联的频率(诸如在线性调频信号的生成中正弦波扫过的频率)处的音调频率的组合来确定第二脉冲响应。可以以各种方式来组合直接路径信息和音调信号。然而，在示例实施例中，诸如处理器的装置被配置为如下组合直接路径信息和音调信号：
Figure BDA0003292697790000191
其中，
Figure BDA0003292697790000192
是采用从第一脉冲响应裁剪直接路径信息后的第一脉冲响应的截短版本形式的直接路径脉冲响应，sk(t)是在原始线性调频信号xk(t)的频带中的任何频率处的超声波音调频率。
如图4的框48所示，示例实施例的装置30还包括用于至少部分地基于从在至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备12与接收机之间估计的第一脉冲响应创建的直接路径信息(诸如直接路径脉冲响应)来确定接收机14的位置、继而确定与接收机相关联的设备的位置的装置，诸如处理机32、处理电路等。诸如处理器的装置可以被配置为以各种方式确定接收机的位置。例如，诸如处理器的装置可以被配置为基于到达角分析、到达时间分析、或到达时间延迟分析、或其组合来确定位置。
在基于到达角分析来确定接收机14的位置的示例实施例中，示例实施例的装置30(诸如处理器32)被配置为至少部分地基于第二脉冲响应来确定音频信号的到达角。通过基于包含从相应的音频源设备12传播到接收机14的信号的直接路径信息的第二脉冲响应而执行到达角分析，在没有音频源设备之间的串扰或信号干扰并且抑制诸如来自接收机被设置在其中的空间的边界16的反射的情况下执行到达角分析。基于音频源设备的预定义位置和从相应音频源设备接收到的音频信号的相位差，诸如处理器的装置被配置为利用到达角分析(诸如通过利用多信号分类(MUSIC)算法)来确定接收机的位置。然而，在包括各种三角测量算法的其他实施例中，诸如处理器的装置可以被配置为利用其他到达角算法。
在另一个实施例中，诸如处理器32的装置30被配置为利用到达时间分析来确定接收机14的位置。在该示例实施例中，诸如处理器的装置被配置为确定直接路径脉冲响应的峰值，即第一脉冲响应在已去除反射之后剩余的部分。直接路径脉冲响应的峰值表示在没有反射的情况下由接收机直接从相应音频源设备12接收到的信号的峰值。在该示例实施例中，诸如处理器的装置被配置为通过至少部分地基于直接路径脉冲响应的峰值而确定音频信号的到达时间来确定接收机的位置。基于多个音频源设备的已知位置和信号从相应音频源设备直接传播到接收机所需的时间以及音频信号在环境内的预定义速度，诸如处理器的装置被配置为确定接收机的位置，并继而确定与其相关联的设备的位置。
通过从第一脉冲响应中去除反射，示例实施例的系统、装置30、方法和计算机程序产品确保由于多径传播引起的反射信号不会不利地影响针对接收机14所确定的位置。结果，即使音频源设备12与接收机之间的距离变得更大时，接收机的位置也可以被更精确地确定，因为在传统定位技术中可能压倒直接路径对所接收的信号的贡献的反射信号的贡献被示例实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品去除。因此，示例实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品通过减少或消除可能以其他方式被安装以努力减少空间内音频源设备与接收机之间的距离的附加音频源设备，可以以更少的硬件和更少的安装和维护成本提供接收机的位置的精确确定。进一步地，与利用连续地生成声音或其他信号的音频源设备的技术相比，示例实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品对来自示例实施例的音频源设备的短的声音突发(诸如线性调频信号)的依赖可以通过仅发射总周期的小百分比(诸如小于总周期的10％，在一个示例实施例中是总周期的6.25％)的声音来降低能量需求。
作为根据示例实施例的通过去除反射来提供的改进定位的示例，图6A、6B和6C描绘了三个模拟的结果。在图6A中描绘的第一个模拟中，基于到达角分析而确定的接收机的可能位置是利用要位于由实线60勾勒的区域内的音调来针对没有反射的理想房间(即消声室)估计的。如图所示，该区域包括箭头62所指定的到音频源设备的实际方向，并主要以该方向为中心。然后，利用相同的音频源设备和接收机位置重复相同的模拟，但允许来自房间的边界(诸如墙壁、地板和天花板)的反射。在该模拟中，混响时间是400毫秒，并且针对房间的边界定义反射系数为90％。利用连续的音调执行到达角分析，而没有尝试去除反射信号，结果接收机的位置被确定为在由长虚线64勾勒的区域内。如图所示，反射对确定接收机的位置的负面影响通过针对相同大小和形状的理想房间所定义的区域之间的明显差异来证明。利用示例实施例的技术再次重复模拟，其中来自空间的边界的反射被去除，从而依赖于直接路径信息来确定接收机的位置。一旦反射已被去除，针对接收机的位置所识别的区域由短虚线66勾勒并且更准确，如由该区域与针对相同大小和形状的理想房间所定义的区域的基本相似性证明的。图6B和6C图示了相对于接收机位于不同相对位置的音频源设备的类似结果。
如图6A、6B和6C所证明的，系统、装置30、方法和计算机程序产品以更高的精度和置信度确定由设备(例如机器人)携带的接收机14(诸如一个或多个传感器)的位置。作为更精确地确定位置的结果，即使在接收机被设置在由反射表面界定的室内空间内的情况下，携带接收机的设备也可以以更可预测的方式执行期望的应用。
图4图示了描绘根据某个示例实施例的方法的流程图。应当理解，流程图的每个框和流程图中的框的组合可以通过各种手段(诸如硬件、固件、处理器、电路、和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行相关联的其他通信设备)来实现。例如，上述过程中的一个或多个可以由计算机程序指令来实现。在这方面，实现上述过程的计算机程序指令可以由采用本公开的实施例的装置的存储设备34存储并且由处理器32执行。应当理解，任何这样的计算机程序指令可以被加载到计算机或其他可编程装置(例如，硬件)上以生产机器，以使得所得到的计算机或其他可编程装置实现流程图框中指定的功能。这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程装置以特定方式运行，以使得被存储在计算机可读存储器中的指令产生制品，该制品的执行实现流程图框中指定的功能。也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程装置上，以使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作，以产生计算机实现的过程，以使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图框中指定的功能的操作。
因此，流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合和用于执行指定功能以执行指定功能的操作的组合。还应理解，流程图的一个或多个框以及流程图中框的组合可以由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
受益于前述描述和相关附图中呈现的教导，这些发明所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。
此外，尽管前面的描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施例，但是应当理解，可以通过替代实施例提供元件和/或功能的不同组合而不脱离所附权利要求的范围。例如，在这方面，也可以预期不同于上面明确描述的元件和/或功能的组合，如可以在一些所附权利要求中阐述的。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在接收机处，响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号，接收音频信号；
对于响应于由所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的所述预定音频信号而接收到的所述音频信号，至少部分地基于响应于由所述相应音频源设备提供的所述预定音频信号而接收到的所述音频信号，估计所述相应音频源设备与所述接收机之间的第一脉冲响应；
对于在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应，从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息；以及
至少部分地基于从在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应创建的所述直接路径信息，确定所述接收机的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：至少部分地基于从在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应创建的所述直接路径信息，确定第二脉冲响应，其中，确定所述接收机的所述位置包括：至少部分地基于所述第二脉冲响应，确定所述音频信号的到达角。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述第二脉冲响应包括：基于所述直接路径信息和在与所述音频信号相关联的频率处的音调信号的组合，确定所述第二脉冲响应。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息包括：从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应，其中，所述方法进一步包括：确定所述直接路径脉冲响应的峰值，并且其中，确定所述接收机的所述位置包括：至少部分地基于所述直接路径脉冲响应的所述峰值，确定所述音频信号的到达时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，去除所述一个或多个反射包括：裁剪所述第一脉冲响应以去除所述一个或多个反射。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定音频信号包括线性调频信号，所述线性调频信号包括随时间扫过频率的正弦波信号，并且其中，接收所述音频信号包括：响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号，接收音频信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，估计所述第一脉冲响应包括：确定响应于所述线性调频信号而接收到的所述音频信号与所述线性调频信号的时间反转之间的互相关。
8.一种装置，包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器；所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：
响应于由至少两个音频源设备提供的预定音频信号，接收音频信号；
对于响应于由所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备提供的所述预定音频信号而接收到的所述音频信号，至少部分地基于响应于由所述相应音频源设备提供的所述预定音频信号而接收到的所述音频信号，估计所述相应音频源设备与所述接收机之间的第一脉冲响应；
对于在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应，从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息；以及
至少部分地基于从在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应创建的所述直接路径信息，确定所述接收机的位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码进一步被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：至少部分地基于从在所述至少两个音频源设备中的每个相应音频源设备与所述接收机之间估计的所述第一脉冲响应创建的所述直接路径信息，确定第二脉冲响应，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来确定所述接收机的所述位置：至少部分地基于所述第二脉冲响应，确定所述音频信号的到达角。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来确定所述第二脉冲响应：基于所述直接路径信息和在与所述音频信号相关联的频率处的音调信号的组合，确定所述第二脉冲响应。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息：从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应；其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码进一步被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置确定所述直接路径脉冲响应的峰值，并且其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来确定所述接收机的所述位置：至少部分地基于所述直接路径脉冲响应的所述峰值，确定所述音频信号的到达时间。
12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：通过裁剪所述第一脉冲响应以去除所述一个或多个反射来去除所述一个或多个反射。
13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述预定音频信号包括线性调频信号，所述线性调频信号包括随时间扫过频率的正弦波信号，并且其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来接收所述音频信号：响应于在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频脉冲信号，接收音频信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过以下操作来估计所述第一脉冲响应：确定响应于所述线性调频信号而接收到的所述音频信号与所述线性调频脉冲信号的时间反转之间的互相关。
15.一种系统，包括：
多个音频源设备，每个音频源设备被配置为发射预定音频信号；
接收机，被配置为响应于由所述多个音频源设备提供的所述预定音频信号，接收音频信号；以及
至少一个处理器，被配置为：
至少部分地基于响应于所述预定音频信号而接收到的所述音频信号，估计每个相应音频源设备与所述接收机之间的第一脉冲响应；
从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息；以及
至少部分地基于所述直接路径信息，确定所述接收机的位置。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述预定音频信号包括线性调频信号，所述线性调频信号包括随时间扫过频率的正弦波信号，并且其中，每个音频源设备被配置为发射在时间上被信号静默间隔分开的多个线性调频信号。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述线性调频信号包括声学信号或超声波信号中的一者。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个处理器进一步被配置为至少部分地基于所述直接路径信息来确定第二脉冲响应，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来来确定所述接收机的所述位置：至少部分地基于所述第二脉冲响应，确定所述音频信号的到达角。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述接收机包括多个传感器，并且其中，每个传感器被配置为响应于由所述多个音频源设备提供的所述预定音频信号，接收所述音频信号。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个处理器被配置为使所述装置通过从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径脉冲响应来从所述第一脉冲响应中去除一个或多个反射以创建直接路径信息，其中，所述至少一个处理器进一步被配置为使所述装置确定所述直接路径脉冲响应的峰值，并且其中，所述至少一个处理器被配置为使所述装置通过以下操作来确定所述接收机的所述位置：至少部分地基于所述直接路径脉冲响应的所述峰值，确定所述音频信号的到达时间。
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