CN114389491B - 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114389491B CN114389491B CN202111528662.2A CN202111528662A CN114389491B CN 114389491 B CN114389491 B CN 114389491B CN 202111528662 A CN202111528662 A CN 202111528662A CN 114389491 B CN114389491 B CN 114389491B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- acceleration
- data
- motor
- audio signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 165
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 79
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 13
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 101100129500 Caenorhabditis elegans max-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/02—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors the DC motors being of the linear type
- H02P7/025—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors the DC motors being of the linear type the DC motors being of the moving coil type, e.g. voice coil motors
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
- G10L19/26—Pre-filtering or post-filtering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法包括：获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；对初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；基于目标加速度，确定目标加速度对应的驱动电压；对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。上述方法能增强宽频振动的振感体验，同时避免马达发声的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及马达振动控制技术领域，特别是涉及马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
线性马达(Linear Resonant Actuator，LRA)凭借其振感强烈、丰富、清脆，能耗低等优点，已经广泛应用于消费电子的各种振动场合，尤其是游戏与AR/VR产品。
目前，单一频率的振动丰富性有限，已经不能满足当前消费产品的振动需求。宽频振动相对于单一频率的振动，可以提供更加丰富、真实的触觉体验，在游戏、AR/VR等领域有着非常好的应用前景。
在相关技术中，在宽频振动场合，直接用音频来驱动线性马达(LRA)很可能导致线性马达的高频振感非常弱、小音量情况下振感也不强的情况，从而形成与音频不太相符的振动反馈。这一方面是由于宽频LRA的带宽有限，另一方面是由于人的触觉不如听觉灵敏，同等幅值的差异，触觉对振动强弱差异的分辨能力远不如听觉对音量高低差异的分辨能力。此外，直接播放音频还会带来马达发声问题，影响用户体验。
发明内容
本申请提供了一种马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质。本申请能增强宽频振动的振感体验，同时避免马达发声的技术问题。
第一方面提供了一种马达振动控制方法，所述方法包括：
获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；
基于所述特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压；
对所述驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
在一些实施例中，所述基于所述特征数据，对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度，包括：
设置低通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值，高通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
利用所述低通滤波器和所述高通滤波器对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到所述初步加速度。
在一些实施例中，在所述基于所述特征数据，对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度之后和所述基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压之前，还包括：对所述目标加速度进行信号增强，得到所述目标加速度的一次增强加速度，所述信号增强方法包括：
基于所述音频信号中的超低频信号，得到低频加速度；
基于所述音频信号中的超高频信号，得到高频加速度；
将所述初步加速度、所述低频加速度和所述高频加速度进行线性叠加，得到一次增强加速度。
在一些实施例中，所述基于所述音频信号中的超低频信号，得到低频加速度，包括：
利用低通滤波器对所述音频信号进行低通滤波，其中所述低通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
对低通滤波后的音频信号取绝对值；
记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
对得到的局部极大值数据进行低通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
利用正弦信号填充极大值曲线，得到低频加速度，其中，所述正弦信号的频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
所述基于所述音频信号中的超高频信号，得到高频加速度，包括：
利用高通滤波器对所述音频信号进行高通滤波，其中所述高通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值；
对高通滤波后的音频信号取绝对值；
记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
对得到的局部极大值数据进行高通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
利用正弦信号填充极大值曲线，得到高频加速度，其中，所述正弦信号的频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值。
在一些实施例中，在对所述目标加速度进行信号增强，得到所述目标加速度的一次增强加速度之后和所述基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压之前，还包括：对所述一次增强加速度进行信号增强，得到所述目标加速度的二次增强加速度，所述信号增强方法包括：
确定所述一次增强加速度的绝对值；
确定所述一次增强加速度的绝对值的单帧峰值；
根据所述单帧峰值，查询预置的幅值放大查找表，得到增强后的单帧峰值；
将增强后的单帧峰值与增强前的单帧峰值相除，得到单帧增强系数；
将所述初次目标加速度的单帧数据与单帧增强系数相乘，得到幅值上二次增强的目标加速度。
在一些实施例中，所述确定所述一次增强加速度的绝对值的单帧峰值，包括：
预设单帧数据的时长；
根据所述音频信号的采样率和所述单帧数据的时长，计算单帧数据的采样数据个数；
确定每个所述单帧数据中的最大采样数据，并以所述最大采样数据为所述单帧数据的单帧峰值。
在一些实施例中，所述基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压，包括：
根据所述马达的驱动电压和所述目标加速度的传递特性，得到所述马达的驱动电压。
第二方面提供了一种马达振动控制装置，包括：
输入信号单元，用于获取音频信号和马达的特征数据；其中，所述音频信号为用于驱动所述马达的音频信号，所述特征数据包括所述马达的扫频特性的带宽和发声频带；
算法处理单元，用于基于所述特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
振动信号单元，用于基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压；
功率放大单元，用于对所述驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述所述马达振动控制方法的步骤。
第四方面提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述所述马达振动控制方法的步骤。
上述马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质，该方法中首先获取音频信号和马达的特征数据；然后基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到马达的目标加速度；即对音频输入进行滤波处理，得到初步加速度(振动波形)，再然后基于目标加速，确定目标加速度对应的驱动电压；最后对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。该方案中，在构造初步加速度时，由于对音频信号进行了低通滤波和高通滤波，从而充分利用了马达扫频特性的带宽，并且规避了发声频带，因此能够避免马达发声问题；对构造的初步加速度进行幅值上的增强，进而能够输出较强烈的振动反馈；根据马达的加速度和电压的理论传递关系来计算实现目标加速度所需的驱动电压，因此能够得到比较精准的驱动电压。
附图说明
图1A为一个实施例中马达振动控制方法的流程图；
图1B为另一个实施例中马达振动控制方法的流程图；
图1C一个实施例中马达振动控制方法的确定低频加速度的流程图；
图1D一个实施例中马达振动控制方法的确定高频加速度的流程图；
图1E一个实施例中马达振动控制方法的确定二次增强加速度的流程图；
图2为一个实施例中马达振动控制方法的幅值放大查找表LUT的示意图；
图3为一个实施例中马达振动控制方法的处理前和处理后的音频信号(驱动电压信号)；
图4为一个实施例中马达振动控制装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
本申请一个实施例中提供的马达振动控制方法的实施环境，在该实施环境中，可以包括计算机设备110以及线性马达。
计算机设备110为算法处理方设备，计算机设备110具有接口，例如可以为接口是API(Application Programming Interface，即应用程序接口)。当马达振动控制时，计算机设备110进行接下来的马达振动控制。
如图1至3所示，在一个实施例中，提出了一种马达振动控制方法，该马达振动控制方法可以应用于上述的计算机设备110中，如图1所示，具体可以包括以下步骤：
步骤101、获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；
其中，信号输入，该信号输入分为4部分，具体如下：
(1)音频信号，该音频信号可以是游戏应用实际输出的音效；也可以是根据游戏场景定制设计的宽频信号，并以音频格式存储与输入；
(2)马达的扫频特性(单位驱动电压下加速度幅值的频域响应特性)的带宽，即[faL,faH]；
(3)马达的发声频带，即[fvL,fvH]；
(4)马达的基本参数，包括振子质量m、磁场强度Bl、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻Re。
步骤102、基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
可以理解的是，线性马达为可称为线性电机、直线电机或直线马达，包括振子和定子，定子可被驱动产生感应磁场的结构，振子与定子相互作用，产生感应电动势，振子根据定子驱动信号的不同而产生不同形式的机械振动。线性马达的振动波形为配合音频信号的振动波形，故通过对音频信号的处理，可以得到马达的加速度。
在一些实施例中，上述步骤102可以包括：
步骤1021、设置低通滤波器的截止频率为扫频特性带宽的上限频率和发声频带的下限频率中较小的值，高通滤波器的截止频率为扫频特性带宽的下限频率；
该步骤中，设置滤波器参数，根据马达的扫频特性的带宽[faL,faH]和马达发声的频带范围[fvL,fvH]，确定低通滤波器的截止频率fL和高通滤波器的截止频率fH。其中fL取马达扫频特性带宽的上限频率faH和马达发声频带的下限频率fvL中较小的值；fH取马达扫频特性带宽的下限频率faL；
1022、利用低通滤波器和高通滤波器对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度。
该步骤中，依次对输入的音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度a1(t)。即，去除音频信号中的超高频信号和超低频信号保留中间频段的信号。
步骤103、对初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；
该步骤中，对构造的初步加速度进行幅值上的增强，因此能够输出较强烈的振动反馈；从而，根据马达的目标加速度和电压的理论传递关系来计算实现目标加速度所需的驱动电压，因此能够得到比较精准的驱动电压。
在一些实施中，如图1A所示，上述步骤103可以包括：
步骤1031、对初步加速进行幅值上的初次增强，得到一次增强加速度；
步骤1032、对一次增强加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度。
该实施例中，然后对马达带宽外的音频分布进行处理，得到初次增强的一次增强加速度；再设置幅值放大查找表，根据单帧加速度的幅值确定当前帧的放大系数，并对当前帧的加速度进行线性放大，即得到二次增强的目标加速度。
在一些实施例中，上述步骤1031可以包括：
步骤1031a、基于音频信号中的超低频信号，得到低频加速度；
在一些实施中，如图1B上述步骤1031a，可以包括：
步骤1031a1、利用低通滤波器对音频信号进行低通滤波，其中低通滤波器的截止频率为扫频特性带宽的下限频率；
其中，根据步骤102中高通滤波器的截止频率fH设置低通滤波器的截止频率fL2，即fL2＝fH，然后对输入的音频信号进行低通滤波；
步骤1031a2、对低通滤波后的音频信号取绝对值；
步骤1031a3、记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
其中，对取绝对值后的音频信号进行局部极大值检测，即记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
步骤1031a4、对得到的局部极大值数据进行低通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
其中，对检测得到的局部极大值数据进行低通滤波，得到相对平滑的极大值曲线AL(t)；
步骤1031a5、利用正弦信号填充极大值曲线，得到低频加速度，其中，正弦信号的频率为扫频特性带宽的下限频率；
其中，低频加速度构造，利用频率为fL2的正弦信号填充极大值曲线AL(t)，生成幅值为AL(t)、频率为fL2的单频正弦信号aL(t)，即低频加速度，具体计算公式为aL(t)＝AL(t)sin(2πfL2t)；
步骤1031b、基于音频信号中的超高频信号，得到高频加速度；
在一些实施中，如图1C上述步骤1031b，可以包括：
步骤1031b1、利用高通滤波器对音频信号进行高通滤波，其中高通滤波器的截止频率为扫频特性带宽的上限频率和发声频带的下限频率中较小的值；
其中，根据步骤102中低通滤波器的截止频率fL设置高通滤波器的截止频率fH2，即fH2＝fL，然后对输入的音频信号进行高通滤波；
步骤1031b、对高通滤波后的音频信号取绝对值；
步骤1031b3、记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
其中，对取绝对值后的音频信号进行局部极大值检测，即记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
步骤1031b4、对得到的局部极大值数据进行高通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
其中，对检测得到的局部极大值数据进行低通滤波，得到相对平滑的极大值曲线AH(t)；
步骤1031b5、利用正弦信号填充极大值曲线，得到高频加速度，其中，正弦信号的频率为扫频特性带宽的上限频率和发声频带的下限频率中较小的值。
其中，高频加速度构造，利用频率为fH2的正弦信号填充极大值曲线AH(t)，生成幅值为AH(t)、频率为fH2的单频正弦信号aH(t)，即高频加速度，具体计算公式为aH(t)＝AH(t)sin(2πfH2t)；
步骤1031c、将初步加速度、低频加速度和高频加速度进行线性叠加，得到一次增强加速度。
该步骤中，确定初步加速度、低频加速度和高频加速的之和为幅值上初次增强的一次增强加速度。将步骤102获取的初步加速度a1(t)、低频加速度aL(t)和高频加速度aH(t)线性叠加，得到幅值上初次增强的的目标加速度a2(t)，具体计算公式为：a2(t)＝a1(t)+aL(t)+aH(t)。
在一些实施例中，如图1b所示，上述步骤1032可以包括：
步骤1032a、确定一次增强加速度的绝对值；
步骤1032b、确定绝对值的单帧峰值；
其中，单帧峰值单帧数据中的最大采样数据。
在一些实施例中，如图1b2上述步骤1032b，可以包括：
步骤1032b1、预设单帧数据的时长；
其中，设定单帧数据的时长tbuffer，例如设置tbuffer＝1ms。
步骤1032b2、根据音频信号的采样率和单帧数据的时长，计算单帧数据的采样数据个数；
其中，根据音频采样率Fs计算单帧数据个数nbuffer，例如Fs＝48kHz对应的单帧数据个数为nbuffer＝tbufferFs＝48。
步骤1032b3、确定每个单帧数据中的最大采样数据，并以最大采样数据为单帧数据的单帧峰值。
其中，对单帧数据进行峰值检测，即采用顺序比较法检测当前帧的数据峰值，即假设当前帧有nbuffer个数据a1、a2，…，an；比较a1和a2，取其中较大值作为amax；再比较amax与a3，取其中较大值作为新的amax；依此类推，直到比较amax与an，取其中较大值作为最终的amax，即单帧峰值；
步骤1032b3、根据单帧峰值，查询预置的幅值放大查找表LUT，得到增强后的单帧峰值；
该步骤中，设置幅值放大查找表LUT，如图2所示，所设置的LUT，以单帧峰值amax作为输入，查表得到增强后的峰值amax2；
步骤1032b4、将增强后的单帧峰值与增强前的单帧峰值相除，得到单帧增强系数；
该步骤中，单帧增强系数计算，将增强后的峰值amax2与增强前的峰值amax相除，得到单帧增强系数ka，即
步骤1032b5、将初次目标加速度的单帧数据与单帧增强系数相乘，得到幅值上二次增强的目标加速度。
该步骤中，获取的初次增强的目标加速度的单帧数据乘以单帧增强系数ka，得到二次增强的目标加速度a3(t)。
由于增强后的加速度相对于增强前的加速度在单帧范围内所有数据点均为线性放大，因此该方法在实现幅值增强的同时，又保证了单帧数据的线性同比例放大，尽可能降低原波形在单帧范围内数据幅值差异的失真。
步骤104、基于目标加速度，确定目标加速度对应的驱动电压；
该步骤中，根据线性马达的驱动电压和目标加速度的传递特性得到线性马达的驱动电压。
步骤105、对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
该步骤中，采用功率放大电路对驱动电压进行功率放大。
在一些实施例中，上述步骤104可以包括：根据马达的驱动电压和目标加速度的传递特性，得到马达的驱动电压。
进一步地，具体的迭代公式为：
式中， T为音频采样周期。
本申请先对音频输入进行滤波处理，得到初步加速度(振动波形)；然后对马达带宽外的音频分布进行处理，得到初次增强的目标加速度；再设置幅值放大查找表，根据单帧加速度的幅值确定当前帧的放大系数，并对当前帧的加速度进行线性放大，即得到二次增强的目标加速度；再结合马达特性解算驱动电压。所提方案先从频域上对带宽边界的加速度进行增强；再通过单帧线性放大的方式对加速度进行幅值增强，既实现了振感增强，又基本不损失原波形在单帧内的强弱差异信息。
如图3所示，图中横坐标为时间，纵坐标为音频信号，采用本申请处理前后的信号对比，处理后信号幅值得到明显增强，且在局部范围内信号的幅值强弱关系依旧得到较好的保留。
如图4所示，在一个实施例中，提供了一种马达振动控制装置，该马达振动控制装置可以集成于上述的计算机设备110中，具体可以包括：
输入信号单元411，用于获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；
其中，信号输入分为4部分；
音频信号，该音频信号可以是游戏应用实际输出的音效；也可以是根据游戏场景定制设计的宽频信号，并以音频格式存储与输入；
马达的扫频特性(单位驱动电压下加速度幅值的频域响应特性)的带宽，即[faL,faH]；
马达的发声频带，即[fvL,fvH]；
马达的基本参数，包括振子质量m、磁场强度Bl、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻Re。
初步处理单元412，用于基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
其中，对输入信号进行如控制方法步骤101至步骤104的信号处理，驱动马达产生增强的宽频振动反馈。
幅值增强单元413，用于对初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度。
电压输出单元414，用于基于目标加速度，确定目标加速度对应的驱动电压；
其中，该振动信号为算法处理模块对输入信号处理后获得的马达驱动电压信号。
功率放大单元415，用于对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
其中，选用的功率放大器，通常是一个对输入信号进行功率匹配的放大器，常见的如A类，B类，AB类，或者D类驱动器，输入信号可以是模拟信号，也可以是一定制式的数字信号。
马达416，该马达是宽频线性马达(Linear Resonant Actuator)，其扫频特性(单位驱动电压下的加速度幅值的频率响应特性)具有一定的宽频特性。
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。如图5所示，该计算机设备可以包括通过系统总线连接的处理器、存储介质、存储器和网络API接口。其中，该计算机设备的存储介质存储有操作系统、数据库和计算机可读指令，数据库中可存储有控件信息序列，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器实现一种马达振动控制方法。该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。该计算机设备的存储器中可存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器执行一种马达振动控制方法。该计算机设备的网络API接口用于与终端连接通信。本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，计算机设备可以包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；对初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；基于目标加速度，确定目标加速度对应的驱动电压；对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
在一个实施例中，提出了一种存储有计算机可读指令的存储介质，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行以下步骤：获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；基于特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；对初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；基于目标加速度，确定目标加速度对应的驱动电压；对驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种马达振动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取音频信号和马达的特征数据；其中，音频信号为用于驱动马达的音频信号，特征数据包括马达的扫频特性的带宽和发声频带；
基于所述特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
对所述初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；
基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压；
对所述驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈；
所述基于所述特征数据，对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度，包括：
设置低通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值，高通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
利用所述低通滤波器和所述高通滤波器对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到所述初步加速度。
2.根据权利要求1所述的马达振动控制方法，其特征在于，所述对所述初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度，包括：
对所述初步加速进行幅值上的初次增强，得到一次增强加速度；
对所述一次增强加速度进行幅值上的增强，得到所述目标加速度。
3.根据权利要求2所述的马达振动控制方法，其特征在于，所述对所述初步加速进行幅值上的初次增强，得到一次增强加速度，包括：
基于所述音频信号中的超低频信号，得到低频加速度；
基于所述音频信号中的超高频信号，得到高频加速度；
将所述初步加速度、所述低频加速度和所述高频加速度进行线性叠加，得到一次增强加速度；
所述基于所述音频信号中的超低频信号，得到低频加速度，包括：
利用低通滤波器对所述音频信号进行低通滤波，其中所述低通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
对低通滤波后的音频信号取绝对值；
记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
对得到的局部极大值数据进行低通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
利用正弦信号填充极大值曲线，得到低频加速度，其中，所述正弦信号的频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
所述基于所述音频信号中的超高频信号，得到高频加速度，包括：
利用高通滤波器对所述音频信号进行高通滤波，其中所述高通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值；
对高通滤波后的音频信号取绝对值；
记录连续3个采样时刻的数据，比较中间的第二采样时刻的数据与第一、第三采样时刻的数据大小，若第二采样时刻的数据同时大于或等于第一、第三采样时刻的数据，则输出第二采样时刻的数据，作为局部极大值并保持，直到下一个局部极大值出现再更新；
对得到的局部极大值数据进行高通滤波，得到相对平滑的极大值曲线；
利用正弦信号填充极大值曲线，得到高频加速度，其中，所述正弦信号的频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值。
4.根据权利要求2所述的马达振动控制方法，其特征在于，对所述一次增强加速度进行幅值上的增强，得到所述目标加速度，包括：
确定所述一次增强加速度的绝对值；
确定所述绝对值的单帧峰值；
根据所述单帧峰值，查询预置的幅值放大查找表，得到增强后的单帧峰值；
将增强后的单帧峰值与增强前的单帧峰值相除，得到单帧增强系数；
将单帧数据与单帧增强系数相乘，得到幅值上二次增强的目标加速度。
5.根据权利要求4所述的马达振动控制方法，其特征在于，所述确定所述绝对值的单帧峰值，包括：
预设单帧数据的时长；
根据所述音频信号的采样率和所述单帧数据的时长，计算单帧数据的采样数据个数；
确定每个所述单帧数据中的最大采样数据，并以所述最大采样数据为所述单帧数据的单帧峰值。
6.一种马达振动控制装置，其特征在于，包括：
输入信号单元，用于获取音频信号和马达的特征数据；其中，所述音频信号为用于驱动所述马达的音频信号，所述特征数据包括所述马达的扫频特性的带宽和发声频带；
初步处理单元，用于基于所述特征数据，对音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度；
幅值增强单元，用于对所述初步加速度进行幅值上的增强，得到目标加速度；
电压输出单元，用于基于所述目标加速度，确定所述目标加速度对应的驱动电压；
功率放大单元，用于对所述驱动电压进行功率放大，驱动马达产生振感反馈；
所述基于所述特征数据，对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到初步加速度，包括：
设置低通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的上限频率和所述发声频带的下限频率中较小的值，高通滤波器的截止频率为所述扫频特性带宽的下限频率；
利用所述低通滤波器和所述高通滤波器对所述音频信号进行低通滤波和高通滤波，得到所述初步加速度。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至5中任一项权利要求所述马达振动控制方法的步骤。
8.一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至5中任一项权利要求所述马达振动控制方法的步骤。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111528662.2A CN114389491B (zh) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| PCT/CN2022/124497 WO2023109274A1 (zh) | 2021-12-14 | 2022-10-11 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111528662.2A CN114389491B (zh) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114389491A CN114389491A (zh) | 2022-04-22 |
| CN114389491B true CN114389491B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=81195952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111528662.2A Active CN114389491B (zh) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114389491B (zh) |
| WO (1) | WO2023109274A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114389491B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-10-20 | 歌尔股份有限公司 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07210178A (ja) * | 1994-01-19 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 能動型騒音制御装置 |
| JPH11215587A (ja) * | 1998-01-23 | 1999-08-06 | Onkyo Corp | Ｍｆｂ型オーディオ再生装置 |
| CN101793873A (zh) * | 2010-03-02 | 2010-08-04 | 王宏伟 | 一种钢琴音板声振动与点振动特性测试方法及其专用设备 |
| JP2017018772A (ja) * | 2016-11-02 | 2017-01-26 | ローム株式会社 | 生体センサ |
| CN106803752A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-06-06 | 建讯域有限公司 | 一种音频信号处理装置及方法 |
| CN109067243A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-21 | 天津大学 | 一种压电振动发电机等效电路参数确定方法 |
| CN109510385A (zh) * | 2017-09-15 | 2019-03-22 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 电磁电机的制动系统 |
| CN113359892A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-07 | 歌尔股份有限公司 | 振动电机的传递函数生成方法、装置及存储介质 |
| CN113702829A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 歌尔股份有限公司 | 振动电机的扫频特性曲线生成方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070178942A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Sadler Daniel J | Method for abruptly stopping a linear vibration motor in portable communication device |
| CN102354232A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-02-15 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 振动系统及其驱动方法 |
| US10728659B2 (en) * | 2016-05-02 | 2020-07-28 | Purifi Aps | Method of controlling loudspeaker diaphragm excursion |
| CN111551848B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-09-02 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 马达体验失真指标的测试方法、电子设备及存储介质 |
| CN114389491B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-10-20 | 歌尔股份有限公司 | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
2021
- 2021-12-14 CN CN202111528662.2A patent/CN114389491B/zh active Active
-
2022
- 2022-10-11 WO PCT/CN2022/124497 patent/WO2023109274A1/zh unknown
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07210178A (ja) * | 1994-01-19 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 能動型騒音制御装置 |
| JPH11215587A (ja) * | 1998-01-23 | 1999-08-06 | Onkyo Corp | Ｍｆｂ型オーディオ再生装置 |
| CN101793873A (zh) * | 2010-03-02 | 2010-08-04 | 王宏伟 | 一种钢琴音板声振动与点振动特性测试方法及其专用设备 |
| CN106803752A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-06-06 | 建讯域有限公司 | 一种音频信号处理装置及方法 |
| JP2017018772A (ja) * | 2016-11-02 | 2017-01-26 | ローム株式会社 | 生体センサ |
| CN109510385A (zh) * | 2017-09-15 | 2019-03-22 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 电磁电机的制动系统 |
| CN109067243A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-21 | 天津大学 | 一种压电振动发电机等效电路参数确定方法 |
| CN113359892A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-07 | 歌尔股份有限公司 | 振动电机的传递函数生成方法、装置及存储介质 |
| CN113702829A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 歌尔股份有限公司 | 振动电机的扫频特性曲线生成方法、装置及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114389491A (zh) | 2022-04-22 |
| WO2023109274A1 (zh) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102600718B1 (ko) | 열 보호 및 저항 추정을 위한 트랜듀서의 열 모델 | |
| US11933822B2 (en) | Methods and systems for in-system estimation of actuator parameters | |
| CN103686578B (zh) | 具有可编程频率响应的扩音器 | |
| US8547272B2 (en) | Charge sharing analog computation circuitry and applications | |
| CN113992106B (zh) | 马达控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
| WO2020258149A1 (zh) | 一种马达振动控制方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| CN114389491B (zh) | 马达振动控制方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| EP3223536B1 (en) | Techniques for tuning the distortion response of a loudspeaker | |
| RU2730414C2 (ru) | Системы и способы для настройки электронного улучшения звука | |
| CN113938082B (zh) | 线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质 | |
| CN114006565A (zh) | 马达控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
| CN111741407B (zh) | 一种扬声器补偿方法、装置、存储介质及设备 | |
| CN114421804B (zh) | 一种宽频振动装置及其控制方法 | |
| CN115248976B (zh) | 一种基于降采样稀疏fir滤波器的次级通道建模方法 | |
| Bai et al. | Robust control of a sensorless bass-enhanced moving-coil loudspeaker system | |
| CN113949325B (zh) | 线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质 | |
| CN111736703B (zh) | 一种触觉效果的实现方法及设备、计算机可读存储介质 | |
| CN111741409A (zh) | 扬声器的非线性补偿方法、扬声器设备、装置和存储介质 | |
| JP2803418B2 (ja) | 揺らぎ刺激生成装置とこれを用いた就寝装置 | |
| CN113992107B (zh) | 马达控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
| US20120158809A1 (en) | Compensation Filtering Device and Method Thereof | |
| CN115483865A (zh) | 马达振子的碰撞保护方法、装置、终端设备及存储介质 | |
| US20230388684A1 (en) | Device for processing a signal, audio system, loudspeakers, acoustic resonator, and vehicle door, equipped for sound, associated therewith | |
| TW200950318A (en) | Audio amplifier | |
| JP2024529236A (ja) | 混合モード電気機械的アクチュエータ駆動を管理する方法及びシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |