CN115015838B - 一种定位方法和声源定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种定位方法和声源定位系统，涉及定位技术领域；该方法可以在声源定位系统中第一设备上的第一麦克风附近设置超声波发射器，通过超声波发射器发射超声信号，通过声源定位系统中的第二设备上的麦克风采集音频样本，根据超声信号的传输时长和声速确定第一麦克风和第二设备上的麦克风之间的距离，第二设备上存在多个麦克风，就可以确定第一麦克风的方位，从而根据分布在第一设备上的第一麦克风和第二设备上的至少一组麦克风进行声源定位，扩大声源定位的应用场景；为了避免发出发射指令到真正发出超声信号存在时延，可以预先将超声波源数据存满第一存储器，通过第一设备中的总线直接从第一存储器搬运超声波源数据到超声波发射器发射。

Description

一种定位方法和声源定位系统

技术领域

本申请涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法和声源定位系统。

背景技术

声源定位技术可以利用位于不同位置的多组麦克风分别采集音频信号（包含目标声源），根据位于不同位置的多组麦克风采集到的音频信号的差异（例如，延迟不同）以及多组麦克风之间的位置关系，确定目标声源的方位。

目前，这种声源定位的方法需要预先将多组麦克风设置在同一电子设备上，从而形成具有唯一位置关系的多组麦克风，该多组麦克风之间的唯一位置关系存储在该电子设备中，以备该电子设备在声源定位时使用该唯一位置关系；或者，将多组麦克风固定在某个空间的多个位置，通过测量得到多组麦克风之间的唯一位置关系，该多组麦克风之间的唯一位置关系存储在进行声源定位的电子设备中。然而，这种声源定位技术需要多个麦克风具有唯一且精确的位置关系，导致声源定位技术在应用时具有局限性。

发明内容

本申请提供一种定位方法和声源定位系统，可以通过精确定位麦克风的位置，从而扩展声源定位的应用场景。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种定位方法，应用于包含第一设备和第二设备的声源定位系统，第一设备和第二设备之间的位置关系不确定，第一设备上设置有超声波发射器、第一麦克风和第一存储器，超声波发射器和第一麦克风之间的距离小于第一阈值；第二设备上设置有第二麦克风，该方法包括：

在第一时刻之前，第一设备将第一存储器存满超声波源数据，第一存储器为第一设备的第一总线可以直接访问的存储器；

在第一时刻，第一设备通过第一总线从第一存储器搬运超声波源数据到超声波发射器，超声波发射器用于根据第一总线搬运的超声波源数据发射超声信号；

在第二时刻，第二设备通过第二设备的第二总线控制第二麦克风开始采集第一音频样本；

第二设备检测采集的第一音频样本中是否携带超声信号；

第二设备在检测到首个携带超声信号的第一音频样本之后，基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量，计算超声波发射器与第二麦克风之间的第一距离，第一距离用于对第一麦克风进行定位。

本申请中，在声源定位系统中第一设备上的第一麦克风附近设置超声波发射器，通过该超声波发射器发射超声信号，通过声源定位系统中的第二设备上的麦克风采集音频样本，根据超声信号的传输时长和声速确定第一麦克风和第二设备上的麦克风之间的距离，第二设备上存在多个麦克风时，就可以确定第一麦克风的方位，从而根据分布在第一设备上的第一麦克风和第二设备上的至少一组麦克风进行声源定位，为了避免发出发射指令到真正发出超声信号存在时延，可以预先将超声波源数据存满第一存储器，通过第一设备中的总线直接从第一存储器搬运超声波源数据到超声波发射器；在确定超声波的传输时长时，在第二设备中同样通过总线控制麦克风开始采集音频样本，避免了接受上层应用传输采集指令的延时。以检测到同一麦克风采集的首个携带超声信号的音频样本之后，根据采集到该首个携带超声信号的音频样本时该同一麦克风已经采集的音频样本的数量和声速就可以确定传输时长，避免了采集音频样本和检测该音频样本之间的延时。采用上述方法能够获得位于不同电子设备上的麦克风之间的精确距离，从而能够确定第一设备上的麦克风和第二设备上的麦克风之间精确的位置关系，从而使得声源定位可以应用在位置关系不确定的多个电子设备中。

作为第一方面的另一种实现方式，第一时刻不等于第二时刻；基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量，计算超声波发射器与第二麦克风之间的第一距离，包括：

第二设备基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量和第二麦克风的采样周期，计算第二麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长；

第二设备根据第二时刻和采集时长，计算第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本的第三时刻；

第二设备根据第三时刻和第一时刻，得到超声信号从超声波发射器发出到被第二麦克风采集到的传输时长；

第二设备根据传输时长和声速，计算得到第一距离。

在本申请中，两个电子设备中发射超声波的时刻和接收超声波的时刻可以不同，在计算第一距离时，需要先根据开始采集第一音频样本的时刻以及采集第一音频样本的时长确定采集到超声信号的第一音频样本的第三时刻，然后再根据采集到超声信号的第三时刻和发射超声信号的第一时刻确定超声信号的传输时长，从而确定第一距离。

作为第一方面的另一种实现方式，第二设备检测采集的第一音频样本中是否携带超声信号包括：

第二设备检测采集的第一音频帧中是否携带超声信号，第一音频帧包括多个第一音频样本；

第二设备在检测到首个携带超声信号的第一音频帧之后，确定首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本；

相应的，第二设备基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量和第二麦克风的采样周期，计算第二麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长，包括：

第二设备根据第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频帧之前已经采集的第一音频帧的数量和首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本的序号，以及第二麦克风的采样周期，计算第二麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长。

本申请中，可以一次检测多个第一音频样本，从而降低检测时间。

作为第一方面的另一种实现方式，第一时刻等于第二时刻；基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量，计算超声波发射器与第二麦克风之间的第一距离，包括：

第二设备基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量和第一麦克风的采样周期，计算第一麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长；

第二设备根据采集时长和声速，计算得到第一距离。

本申请中，还可以设置发出超声波的时刻和开始采集第一音频样本的时刻相同，这样，超声波的传输时长就是采集第一音频样本的时长，提供多样化的方案。

作为第一方面的另一种实现方式，在第一时刻之前，第一设备的时钟和第二设备的时钟之间对齐。

作为第一方面的另一种实现方式，第一存储器为集成电路内置音频先进先出存储器；第一总线和第二总线均为集成电路内置音频总线。

作为第一方面的另一种实现方式，第二设备上还设置有第三麦克风和第四麦克风，该方法还包括：

第二设备计算超声波发射器与第三麦克风之间的第二距离；

第二设备计算超声波发射器与第四麦克风之间的第三距离，第一距离、第二距离和第三距离均用于对第一麦克风进行定位。

本申请中，在第二设备上设置多个麦克风的情况下，可以分别测量第一麦克风和多个麦克风之间的距离，从而根据多个距离对第一麦克风进行定位。

作为第一方面的另一种实现方式，第二设备计算超声波发射器与第三麦克风之间的第二距离包括：

在第四时刻，第二设备通过第二总线控制第三麦克风开始采集第二音频样本；

第二设备检测采集的第二音频样本中是否携带超声信号；

第二设备在检测到首个携带超声信号的第二音频样本之后，基于第三麦克风采集到首个携带超声信号的第二音频样本时已经采集的第二音频样本的数量，计算超声波发射器与第三麦克风之间的第二距离；

第二设备计算超声波发射器与第四麦克风之间的第三距离包括：

在第五时刻，第二设备通过第二总线控制第四麦克风开始采集第三音频样本；

第二设备检测采集的第三音频样本中是否携带超声信号；

第二设备在检测到首个携带超声信号的第三音频样本之后，基于第四麦克风采集到首个携带超声信号的第三音频样本时已经采集的第三音频样本的数量，计算超声波发射器与第四麦克风之间的第三距离。

作为第一方面的另一种实现方式，第四时刻等于第二时刻，第五时刻等于第二时刻。

本申请中，还可以控制多个麦克风同时开始采集音频样本，以通过一次超声波发射过程，实现多个距离的测量，测试方法简便高效。

作为第一方面的另一种实现方式，第一麦克风和第二麦克风之间的距离为第一距离，第一麦克风和第三麦克风之间的距离为第二距离；第一麦克风和第四麦克风之间的距离为第三距离；该方法还包括：

第二设备根据第一麦克风、第二麦克风和第三麦克风之间的位置关系，以及第一距离、第二距离和第三距离，确定第一麦克风的方位；其中，第一设备上的第一麦克风和第二设备上的至少一组麦克风用于声源定位。

第二方面，提供一种声源定位系统，包括：

第一设备，设置有超声波发射器、第一麦克风和第一存储器，超声波发射器和第一麦克风之间的距离小于第一阈值；第一设备用于：在第一时刻之前，将第一存储器存满超声波源数据，第一存储器为第一设备的第一总线可以直接访问的存储器；在第一时刻，通过第一总线从第一存储器搬运超声波源数据到超声波发射器，超声波发射器用于根据第一总线搬运的超声波源数据发射超声信号；

第二设备，设置有第二麦克风，与第一设备之间的位置关系不确定；第二设备用于：在第二时刻，通过第二设备的第二总线控制第二麦克风开始采集第一音频样本；检测采集的第一音频样本中是否携带超声信号；在检测到首个携带超声信号的第一音频样本之后，基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量，计算超声波发射器与第二麦克风之间的第一距离，第一距离用于对第一麦克风进行定位，第一设备上的第一麦克风和第二设备上的至少一组麦克风用于声源定位。

作为第二方面的一种实现方式，第一时刻不等于第二时刻，第二设备还用于：

基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量和第二麦克风的采样周期，计算第二麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长；

根据第二时刻和采集时长，计算第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本的第三时刻；

根据第三时刻和第一时刻，得到超声信号从超声波发射器发出到被第二麦克风采集到的传输时长；

根据传输时长和声速，计算得到第一距离。

作为第二方面的另一种实现方式，第二设备还用于：

检测采集的第一音频帧中是否携带超声信号，第一音频帧包括多个第一音频样本；

在检测到首个携带超声信号的第一音频帧之后，确定首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本；

根据第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频帧之前已经采集的第一音频帧的数量和首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本的序号，以及第二麦克风的采样周期，计算第二麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长。

作为第二方面的另一种实现方式，第一时刻等于第二时刻；第二设备还用于：

基于第二麦克风采集到首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的第一音频样本的数量和第一麦克风的采样周期，计算第一麦克风从开始采集第一音频样本到采集到首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长；

根据采集时长和声速，计算得到第一距离。

作为第二方面的另一种实现方式，在第一时刻之前，第一设备的时钟和第二设备的时钟之间对齐。

作为第二方面的另一种实现方式，第一存储器为集成电路内置音频先进先出存储器；第一总线和第二总线均为集成电路内置音频总线。

作为第二方面的另一种实现方式，第二设备上还设置有第三麦克风和第四麦克风，第二设备还用于：

计算超声波发射器与第三麦克风之间的第二距离；

计算超声波发射器与第四麦克风之间的第三距离，第一距离、第二距离和第三距离均用于对第一麦克风进行定位。

作为第二方面的另一种实现方式，第二设备还用于：

在第四时刻，通过第二总线控制第三麦克风开始采集第二音频样本；

检测采集的第二音频样本中是否携带超声信号；

在检测到首个携带超声信号的第二音频样本之后，基于第三麦克风采集到首个携带超声信号的第二音频样本时已经采集的第二音频样本的数量，计算超声波发射器与第三麦克风之间的第二距离；

在第五时刻，通过第二总线控制第四麦克风开始采集第三音频样本；

检测采集的第三音频样本中是否携带超声信号；

在检测到首个携带超声信号的第三音频样本之后，基于第四麦克风采集到首个携带超声信号的第三音频样本时已经采集的第三音频样本的数量，计算超声波发射器与第四麦克风之间的第三距离。

作为第二方面的另一种实现方式，第四时刻等于第二时刻，第五时刻等于第二时刻。

作为第二方面的另一种实现方式，第一麦克风和第二麦克风之间的距离为第一距离，第一麦克风和第三麦克风之间的距离为第二距离；第一麦克风和第四麦克风之间的距离为第三距离；

第二设备还用于：

根据第一麦克风、第二麦克风和第三麦克风之间的位置关系，以及第一距离、第二距离和第三距离，确定第一麦克风的方位。

第三方面，提供一种电子设备，包括处理器，处理器用于运行存储器中存储的计算机程序，实现本申请第一方面任一项的方法中第一设备执行的内容或第二设备执行的内容。

第四方面，提供一种芯片系统，包括处理器，处理器与存储器耦合，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现本申请第一方面任一项的方法中第一设备执行的内容或第二设备执行的内容。

第五方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时实现本申请第一方面任一项的方法中第一设备执行的内容或第二设备执行的内容。

第六方面，本申请提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在设备上运行时，使得设备执行本申请第一方面任一项的方法中第一设备执行的内容或第二设备执行的内容。

可以理解的是，上述第二方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电子设备上麦克风分布示意图；

图3为本申请实施例提供的多个电子设备上的麦克风联合声源定位的场景示意图；

图4为本申请实施例提供的多个电子设备上的麦克风联合声源定位的场景示意图；

图5为本申请实施例提供的通过三个麦克风进行定位的原理示意图；

图6为本申请实施例提供的测量位于不同电子设备上的麦克风之间的距离的原理示意图；

图7为本申请实施例提供的测量麦克风之间的距离的过程示意图；

图8为本申请实施例提供的测量麦克风之间的距离的过程示意图；

图9为本申请实施例提供的测量麦克风之间的距离的过程示意图；

图10为本申请实施例提供的从应用接收到发射指令到超声波发射器发射超声波的过程示意图；

图11为本申请实施例提供的软件延时的示意图；

图12为本申请实施例提供的超声波传输时长的误差示意图；

图13为本申请实施例提供的定位方法的流程示意图；

图14为本申请实施例提供的麦克风延时采集sample的测距示意图；

图15为本申请实施例提供的麦克风提前采集sample的测距示意图；

图16为本申请实施例提供的电子设备的另一硬件连接示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请实施例中，“一个或多个”是指一个、两个或两个以上；“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例提供的定位方法和声源定位系统，执行定位方法和组成声源定位系统的电子设备可以适用于平板电脑、手机、笔记本电脑、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本、个人数字助理（personal digitalassistant，PDA）等电子设备。本申请实施例对电子设备的具体类型不作限定。

图1示出了一种电子设备的结构示意图。电子设备100可以包括处理器110，外部存储器接口120，内部存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，按键190，马达191，摄像头193，显示屏194，以及用户标识模块 ( subscriberidentification module，SIM)卡接口195等。其中，传感器模块180可以包括压力传感器180A，触摸传感器180K等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

其中，控制器可以是电子设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。

处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了系统的效率。

USB接口130是符合USB标准规范的接口，具体可以是Mini USB接口，Micro USB接口，USB Type C接口等。USB接口130可以用于连接充电器为电子设备100充电，也可以用于电子设备100与外围设备之间传输数据。

外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码，可执行程序代码包括指令。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令，从而执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能，图像播放功能等）。

此外，内部存储器121可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器（universal flash storage，UFS）等。

充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。

电源管理模块141用于连接电池142，充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入，为处理器110，内部存储器121，外部存储器，显示屏194，摄像头193，和无线通信模块160等供电。

在其他一些实施例中，电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中，电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。

电子设备100的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，调制解调处理器以及基带处理器等实现。

天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。

无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。

在一些实施例中，电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合，天线2和无线通信模块160耦合，使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。

电子设备100可以通过音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。

音频模块170用于将数字音频信号转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块170可以设置于处理器110中，或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。

扬声器170A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备100可以通过扬声器170A收听音乐，或收听免提通话。

受话器170B，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备100接听电话或语音信息时，可以通过将受话器170B靠近人耳接听语音。

麦克风170C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时，用户可以通过人嘴靠近麦克风170C发声，将声音信号输入到麦克风170C。电子设备100可以设置至少一个麦克风170C。在另一些实施例中，电子设备100可以设置两个麦克风170C，除了监听语音信息，还可以实现降噪功能。在另一些实施例中，电子设备100还可以设置三个，四个或更多麦克风170C，实现采集声音信号，降噪，还可以识别声音来源，实现定向录音功能等。

耳机接口170D用于连接有线耳机。耳机接口170D可以是USB接口130，也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台（open mobile terminal platform，OMTP）标准接口，美国蜂窝电信工业协会（cellular telecommunications industry association of the USA，CTIA）标准接口。

压力传感器180A用于感受压力信号，可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中，压力传感器180A可以设置于显示屏194。压力传感器180A的种类很多，如电阻式压力传感器，电感式压力传感器，电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器180A，电极之间的电容改变。电子设备100根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏194，电子设备100根据压力传感器180A检测触摸操作强度。电子设备100也可以根据压力传感器180A的检测信号计算触摸的位置。

触摸传感器180K，也称“触控面板”。触摸传感器180K可以设置于显示屏194，由触摸传感器180K与显示屏194组成触摸屏，也称“触控屏”。触摸传感器180K用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器，以确定触摸事件类型。可以通过显示屏194提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中，触摸传感器180K也可以设置于电子设备100的表面，与显示屏194所处的位置不同。

按键190包括开机键，音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。电子设备100可以接收按键输入，产生与电子设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示，也可以用于触摸振动反馈。

电子设备100通过GPU，显示屏194，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

显示屏194用于显示图像，视频等。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个显示屏194，N为大于1的正整数。

摄像头193用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个摄像头193，N为大于1的正整数。

SIM卡接口195用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口195，或从SIM卡接口195拔出，实现和电子设备100的接触和分离。电子设备100可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。

目前，可以通过多组麦克风（每组麦克风可以为单个麦克风，也可以为多个麦克风组成的麦克风阵列）进行声源定位。例如，电子设备上设置有多组麦克风，电子设备所在空间中存在目标声源，电子设备在对该目标声源录音的过程中，根据多组麦克风分别采集到的音频信号（包含该目标声源）的差异（例如，采集时间差异），确定该目标声源的方位，从而进行后续的动作。例如，将摄像头调整到确定的该目标声源的方向，或者，对该目标声源的方向上的音频信号进行降噪、增益放大处理等，以得到该方向上更清晰的目标声源对应的声音。当然，声源定位可以应用在很多场景中，上述应用场景的示例仅用于说明声源定位的部分应用场景，并不对声源定位的应用场景造成限制。

虽然电子设备上的多个部位（例如，顶部、底部、正面、背面或侧面）均可以设置麦克风，然而，由于电子设备的体积限制，电子设备上设置的麦克风的组数可能不多、摆放位置也具有局限性，导致进行声源定位时空间感较差，定位的精度较差。

以手机为例，参见图2所示的手机上的麦克风分布示意图。受手机的形状以及体积的限制，通常会在手机的顶部、底部、背面设置三颗全向麦克风阵列进行声源定位。在用户使用手机时，若手机处于水平状态（例如，手机机体平面和水平面近似平行的状态），由于手机的顶部和底部均具有麦克风，水平方向的定位相对精确，可以实现水平方向360°的定位；若手机处于竖屏状态（例如，手机机体平面和水平面近似垂直），则手机屏幕前后的定位较差，所以，水平方向上的空间感较差，导致水平方向的定位精度较差。

当然，本申请实施例仅以手机作为示例，实际应用中，其他电子设备也可能存在上述问题。

鉴于此，本申请实施例提供一种声源定位方法，该声源定位方法可以基于分布在多个电子设备上的多组麦克风进行联合声源定位。

作为示例，可以利用电子设备A上的一组或多组麦克风以及电子设备B上的一组或多组麦克风形成分布在电子设备A和电子设备B上的多组麦克风，该多组麦克风的分布涉及电子设备A和电子设备B，因此，相对于同一电子设备上的多组麦克风，分布在两个电子设备上的多组麦克风的空间感更强，定位更精确。

需要说明，本申请以两个电子设备上的麦克风组成多组麦克风为例，实际应用中，还可以是分布在三个或三个以上电子设备上麦克风组成多组麦克风进行联合声源定位。并且进行联合声源定位时，每个电子设备上参与联合声源定位的麦克风的数量可以相同，也可以不同。当然，可以设置每个电子设备上全部的麦克风参与联合声源定位，也可以设置部分麦克风参与联合声源定位，本申请实施例对此不做限制。

参见图3，本申请实施例以其中一个电子设备为手机，另一个电子设备为设置有麦克风的智能音箱为例，其中，手机上设置有3组麦克风，智能音箱上设置有1组麦克风。用户手持手机在嘈杂的环境中进行拍摄时，为了采集到更清晰的人声，可以选择手机上的两组麦克风（麦克风1和麦克风2）和智能音箱上的一组麦克风（麦克风3）组成三组麦克风进行联合声源定位，这样，三组麦克风的空间感较强，对人声的定位更精确。

按照图3所示的场景，本申请实施例还可以以其中一个电子设备为手机、另一个电子设备为设置有麦克风的一只耳机（即图3中的智能音箱可以被替换为一只带有麦克风的耳机）为例。例如，手机上设置有三组麦克风，可以选择其中的两组麦克风参与联合声源定位，可以选择一只耳机上的一组麦克风参与联合声源定位，这样，手机上的两组麦克风和一只耳机上的一组麦克风可以形成多组麦克风，进行联合声源定位。当然，实际应用中，也可以选择手机上的三组麦克风和一只耳机上的一组麦克风形成四组麦克风进行联合声源定位。

参见图4，本申请实施例还可以以手机、分别带有麦克风的两个耳机进行联合声源定位，即手机上的一组麦克风（麦克风1）、左耳机上的一组麦克风（麦克风3）和右耳机上的一组麦克风（麦克风2）形成多组麦克风进行联合声源定位。当然，也可以选择手机上的两组麦克风（或更多的麦克风）、左耳机上的一组麦克风和右耳机上的一组麦克风形成多组麦克风进行联合声源定位。

本申请实施例对进行联合声源定位的电子设备的类型、数量，以及每个电子设备上参与联合定位的麦克风的数量不做限制。

然而，在确定多组麦克风的情况下，电子设备的位置可能不是固定不变的，例如，用户可能手持手机走动，这就导致联合声源定位的至少两个电子设备之间的位置关系不是固定不变的，相应的，参与联合声源定位的多组麦克风之间的位置关系也不是固定不变的。因此，还需要确定多组麦克风之间的位置关系，才能基于多组麦克风分别采集的同一声源的音频信号的差异确定声源的方位。

在确定参与联合声源定位的多组麦克风之间的位置关系之后，进行声源定位的方式可以采用现有的任何基于多组麦克风之间的位置关系以及多组麦克风采集的音频信号的差异进行声源定位的方式，本申请实施例对已知多组麦克风的关系的情况下进行声源定位的方式不做限定。

本申请实施例将重点描述如何确定分布在不同电子设备上的麦克风之间的位置关系。

以电子设备A和电子设备B进行联合声源定位为例进行说明，其中，电子设备A上具有三组麦克风，电子设备B上具有一组麦克风，在进行联合声源定位时，可以选择电子设备A上的两组或三组麦克风以及电子设备B上的一组麦克风组成多组麦克风进行联合声源定位。因此，电子设备A上的麦克风组之间的位置关系是固定的。还需要确定电子设备B上的麦克风和电子设备A上的多组麦克风之间的位置关系。这种情况下，可以利用电子设备A上自带的多组麦克风对电子设备B上的一组麦克风进行定位。当然，为了区分，也可以将电子设备A记为第二设备、电子设备B记为第一设备。

需要说明，本申请实施例中，电子设备A上对电子设备B上的麦克风进行定位时的多组麦克风（至少三组）和与电子设备B上的麦克风联合声源定位时的麦克风（一组或多组）可以相同，也可以不同。

参见图5所示，在定位电子设备B和电子设备A之间的位置关系时，由于电子设备A上的三组麦克风之间的位置关系确定，因此，只需要得到电子设备B上的麦克风B1分别和电子设备A上的三组麦克风（A1、A2和A3）之间的距离（D1、D2和D3），就可以确定电子设备B上的麦克风B1相对于电子设备A上的三组麦克风的具体方位。当然，实际应用中，可以建立空间坐标系，在电子设备A的麦克风A1（可以记为第二麦克风）、麦克风A2（可以记为第三麦克风）和麦克风A3（可以记为第四麦克风）所在的平面上设置空间坐标系的X轴和Y轴，在垂直该平面上设置空间坐标系的Z轴。这样，电子设备A中的每个麦克风在该空间坐标系下均具有坐标。相当于确定电子设备B上的麦克风B1（可以记为第一麦克风）在该空间坐标系下的坐标。

下面将以电子设备A上的其中一个麦克风（麦克风A1）和电子设备B上的麦克风（麦克风B1）为例，描述如何计算电子设备A上的麦克风A1和电子设备B上的麦克风B1之间的距离D1。

参见图6所示，理论上，电子设备B上的声波发射装置（设置在麦克风B1附近）发出声波，从电子设备B上的声波发射装置发出该声波到电子设备A上的麦克风A1采集到该声波的时长乘以声速就为电子设备B上的声波发射装置到电子设备A上的麦克风A1之间的距离（D0）。由于声波发射装置设置在麦克风B1附近，所以，电子设备A上的麦克风A1和电子设备B上的麦克风B1之间的距离（D1）可以约等于从电子设备B上的声波发射装置发出该声波到电子设备A上的麦克风A1接收到该声波的时长乘以声速（D0）。可以设置声波发射装置和麦克风B1之间的距离小于第一阈值，第一阈值用于确保声波发射装置和麦克风B1之间的距离足够近，使得D1约等于D0（可以记为第一距离）。

实际应用中，为了避免用户感知到检测距离D1的过程，也可以设置该声波为超声波，用户不会听到声音。相应的，声波发射装置为超声波发射器。若电子设备B本身体积较小，则可以将超声波发射器设置在电子设备B上的任意位置，在电子设备B体积本身较小的情况下，可以忽略D0和D1之间的差异。

作为一个示例，可以将电子设备A和电子设备B的时钟对齐，约定在t1时刻电子设备B上的超声波发射器发射超声波，在电子设备A上的麦克风A1开始采集信号（或者提前或延后开始采集信号），采集的信号中检测到超声波的情况下，记录麦克风A1检测到超声波的信号的采集时刻t2，用t2和t1的差值（有提前或延后的情况下，考虑上提前或延后的时差）乘以声速就可以得到距离D0（D1）。

作为另一示例，麦克风采集信号时，是按照一定的采样频率进行采集的，例如，麦克风可以按照48K sample rate采集信号，相当于每秒钟可以采集48K个sample（频率样本）。

参见图7，电子设备A和电子设备B的时钟对齐的情况下，可以控制电子设备B上的超声波发射器发射超声波，同时，电子设备A上的麦克风A1开始按照预先设置的采样频率采集信号。

参见图8，通常，超声波按照声速传输，所以，在超声信号从电子设备B的超声波发射器传输到电子设备A的麦克风A1之前的过程中，麦克风A1按照预先设置的采样频率进行采样，由于超声波信号还未传输到麦克风A1处，所以，麦克风A1采集的sample中均不会检测到超声波，例如，已经采集的5个频率样本中均为检测到超声信号。

参见图9，在超声信号从电子设备B的超声波发射器传输到电子设备A的麦克风A1之后，麦克风A1采集的sample中才会检测到超声信号。图9中麦克风A1采集的第N个sample中检测到超声信号。在超声信号从超声波发射器传输到麦克风A1这段时间，麦克风A1一直按照预设的采样频率采集sample，因此，可以基于麦克风A1采集的sample中首次检测到超声信号时已经采集的sample的个数计算超声波从电子设备B的超声波发射器传输到电子设备A的麦克风A1的采集时长。若麦克风A1采集的sample中首次检测到超声波信号的sample采样为第N个sample，则采集时长=N/48K，或者采集时长为N与采样周期的乘积。

需要说明，由于从麦克风A1采集到第N个sample到电子设备A检测到第N个sample携带超声信号存在时延，即电子设备A检测到第N个sample中携带超声信号时，麦克风A1可能已经采集到第M（大于N）个sample。然而，计算采集时长时，不是用检测到首个携带超声信号的sample时麦克风A1已经采集的sample的数量（M），而是麦克风采集到首个携带超声信号的sample时已经采集的sample数量（N）。

然而，实际应用中，一个电子设备中的应用发出发射指令到该电子设备的超声波发射器真正发出该发射指令对应的超声波是存在时延的，并且该时延不是固定不变的。

为了更清楚的理解与本申请实施例相关的时延的产生原理，可以参照图10和图11所示的时延分析示意图。

参见图10，测距时可以按照如下步骤：

第一步：在确定开始进行测距时（例如，上述实施例中的t1时刻），应用首先配置通路，总线和模数转换/数模转换模块（AD/DA）开始工作。

第二步：应用向DSP发送指令，DSP开始执行从电子设备的存储器向集成电路内置音频先进先出存储器（Inter-IC Sound First Input First Output，I2S FIFO）中填充超声波源数据。

第三步：在I2S FIFO中填充满源数据后，集成电路内置音频总线（I2S）总线开始从I2S FIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器进行发射（播放）。

当然，总线搬运源数据到超声波发射器发射时，超声波发射器中的模数转换/数模转换模块需要将数字形式的源数据转换为模拟形式的源数据。

上述实施例中的第一步相当于硬件时延，第二步相当于软件时延，第三步时延较短，可忽略。

参见图11，为填充数据的过程示意图，超声波源数据可以存储在电子设备B的存储器中，直接存储器访问（Direct Memory Access，DMA）可以将存储器中存储的超声波源数据从存储器中复制到DMA中。I2S FIFO可以向DMA发送请求，以从DMA中复制超声波源数据到I2S FIFO中。最后，I2S 总线再将I2S FIFO中的超声波源数据搬运到超声波发射器进行发射（播放）。其中， FIFO0表示第一个存储单元，FIFO1表示FIFO0的下一个存储单元，图示中的其他存储单元不再一一举例。

相当于上述实施例中在发出发射指令之后，电子设备B中超声波发射器真正发出超声波之前，存在硬件配置延时以及从存储器到I2S FIFO的时延。

然而，实际应用中，虽然，硬件时延为固定的，然而，软件时延并不是完全固定不变的。

需要说明，I2S FIFO为I2S总线可以直接访问的存储器。当然，随着技术发展，若音频播放流程修改，将送至超声波发射器的存储器设置为其他名称的存储器，则本申请实施例中被总线直接访问、且存储送至超声波发射器的超声波源数据的第一存储器可以为其他名称的存储器，即I2S FIFO仅为第一存储器的一个示例。

鉴于此，本申请实施例可以约定将I2S FIFO填满后的某个时刻（t3），I2S总线开始从I2S FIFO搬运超声波数据。这样，相当于上述实施例中在t1时刻在上述时延（硬件时延和软件时延）之前，当前实施例中的t3时刻在上述时延之后。为了更清楚的理解上述实施例中t1、t3以及上述时延之间的关系，参照图12所示的时间关系示意图。

其中，t1时刻为图10所示实施例中设置的第一步的开始时刻，在t1时刻之后，需要进行图10所示实施例中的第一步（硬件时延），还需要进行图10所示实施例中的第二步（软件时延），在将超声波源数据从存储器存储到I2S FIFO中之后，开始将超声波数据搬运到超声波发射器（t3时刻）。所以，若忽略硬件时延和软件时延，相当于认为超声波从超声波发射器到麦克风A1的传输时长为t2-t1。显然，真实的传输时长为t2-t3。

为了避免上述时延导致的距离D1误差较大的问题，本申请实施例可以首先控制电子设备进行到“将超声波数据从存储器存储到I2S FIFO中、且I2S FIFO存满”的状态，然后，再从约定的t3时刻（可以记为第一时刻）开始控制超声波发射器发射超声波，相当于在t3时刻I2S总线从I2S FIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器进行发射。所以，本申请实施例中的开始时刻t3相比于开始时刻t1去除了上述实施例中列举的硬件时延和软件时延。即认为超声波从超声波发射器到麦克风A1的传输时长为t2-t3。因此，能够更精确得到电子设备A上的麦克风A1和电子设备B上的麦克风B1之间的距离D1。

基于上述描述，可以按照图13所示的流程示意图实施本申请实施例提供的测距方法（电子设备A上的麦克风A1和电子设备B上的麦克风B1）。

S101，电子设备A和电子设备B的系统时钟对齐。

在实际应用中，可以由用户通过其中一个电子设备（例如，电子设备A）上的物理按键或虚拟控件触发时钟对齐过程。该电子设备A可以搜索与该电子设备A具有网络通信连接（对通信连接的方式不做限制）、且具有至少一个麦克风的电子设备（一个或多个电子设备）。电子设备A从搜索到满足上述条件的电子设备中选择至少一个电子设备作为与电子设备A实现联合声源定位的电子设备B。然后电子设备A和电子设备B之间执行时钟对齐操作。本申请实施例对时钟对齐的具体方式不做限制。需要说明，本申请实施例仅以电子设备A和电子设备B作为示例执行系统时钟对齐，实际应用中，参与联合声源定位的多个电子设备均需要进行时钟对齐。

当然，实际应用中，本申请实施例对哪个电子设备触发执行时钟对齐操作不做限定。

S102，电子设备A和电子设备B之间约定超声波发射时刻t3，电子设备B设置定时器的计时时间到时刻t3时触发电子设备B中的I2S总线开始从I2S FIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器进行发射。

作为一种示例，在确定需要进行联合声源定位的情况下（当然，可以由用户通过其中一个电子设备上的物理按键或虚拟控件触发），电子设备B可以设置电子设备B中的定时器到t3时刻触发电子设备B中的I2S总线从时刻t3开始从I2S FIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器发射。由于在时刻t3之前，电子设备B中的I2S FIFO需要填满超声波源数据。所以，电子设备可以基于I2S FIFO被填满的时长确定t3时刻。当然，电子设备B还需要将t3时刻发送给电子设备A。电子设备A也可以控制麦克风A1从t3时刻（或提前，或延后均可）开始采集sample。

作为另一示例，在确定需要进行联合声源定位的情况下（当然，可以由用户通过其中一个电子设备上的物理按键或虚拟控件触发），电子设备A可以设置电子设备B上的I2S总线从t3时刻开始从I2S FIFO中搬运超声波数据到超声波发射器，电子设备A上的麦克风A1从t3时刻（或提前，或延后均可）开始采集sample。电子设备A将约定的发射时刻t3发送给电子设备B。为了确保电子设备B在t3时刻之前，能够将I2S FIFO填满，需要提前一段时间量t3时刻发送给电子设备B。电子设备B接收到时刻t3之后，将t3设置为触发电子设备B中的总线开始从I2S FIFO中搬运超声波数据到超声波发射器的时刻。电子设备还需要在I2S FIFO中填满超声波源数据。

S103，电子设备B在I2S FIFO中填满超声波源数据。

S104，电子设备B中的定时器到达t3时刻，触发本设备内的I2S总线开始从I2SFIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器，电子设备B的超声波发射器根据I2S总线搬运的超声波源数据发射超声波。

S105，电子设备A在t3时刻，通过本设备内的I2S总线控制麦克风A1开始采集sample。

电子设备A中定时器触发电子设备A中的I2S总线直接控制麦克风A1开始采集sample的方式可以避免由应用触发电子设备中的麦克风A1开始采集sample的方式时采集指令从上层应用到底层硬件中间的时延。

为了便于区分，可以将电子设备B中的I2S总线记为第一总线，将电子设备A中的I2S总线记为第二总线。

S106，电子设备A中的麦克风A1采集到sample之后，将采集到的sample发送到DSP中。

S107，电子设备A中的DSP接收到麦克风A1发送的sample之后，检测sample是否携带超声信号，若检测到首个携带超声信号的sample，则基于采集到首个携带超声信号的sample时已经采集的sample的数量以及采样周期计算麦克风A1的采集时长，由于麦克风A1采集sample的时刻和超声波发射器发射超声波的时刻一致，所以超声信号从超声波发射器到麦克风A1的传输时长等于麦克风A1的采集时长（采集到首个携带超声信号的sample时的采集时长）。

作为示例，假设采集的第P个sample为首次检测到超声信号的sample，则麦克风A1从开始采集sample到采集到第一个携带超声信号的sample的采集时长，以及超声信号从超声波发射器到麦克风A1的传输时长均为P乘以Ts，其中Ts为采样周期。

当然，实际应用中，还可以将一定数量的sample作为一个sample组一起检测，若该组sample未检测到超声信号，则该组sample中的每个sample均不包含超声信号，若该组sample检测到超声信号，再确定具体是哪个sample中携带超声信号。

例如，可以将一个音频帧作为一组sample进行超声信号检测，其中一个音频帧包含1024个sample。

若每次以一个音频帧作为检测超声信号的基本组，则S107还可以为：

电子设备A中的DSP接收到麦克风A1发送的sample之后，检测每个音频帧是否携带超声信号，若未携带，将将检测的音频帧的数量Q加1，若携带，则确定当前音频帧中的第几个sample中携带超声信号。在检测到当前音频帧中的第p个sample中携带超声信号之后，获取当前音频帧之前已经接收到的音频帧的数量Q。则采集时长为（Q*1024+p）×Ts，其中，Ts为采样周期。由于同时发射和采集的情况下，传输时长和采集时长相等，所以传输时长为（Q*1024+p）×Ts。

S108，电子设备A根据传输时长（采集时长）和声速，计算得到距离D1，该距离D1可以用于后续对麦克风B1进行定位（计算麦克风B1的坐标）。

如前所述，电子设备A中的麦克风A1还可以提前采集或延时采集。

以延时录音为例，电子设备A中I2S总线可以控制麦克风A1在t4时刻（晚于t3时刻）开始采集sample。

在电子设备A中的麦克风A1延时录音的情况下，可以参照图14所示的时间关系示意图计算时长T1。

即麦克风A1采集到首个携带超声信号的sample的第三时刻t2=t4+（Q*1024+p）×Ts。则传输时长t2-t3= t4+（Q*1024+p）×Ts-t3。

或者，传输时长t2-t3=（Q*1024+p）×Ts+（t4-t3）。t4-t3为延时时长。

本申请实施例对具体计算的方式不做限定，只要基于图14的关系示意图可以得到的计算方式均在本申请的保护范围内。

作为另一示例，电子设备A中的麦克风A1还可以提前采集，可以将总线控制麦克风A1开始采集的时刻记为t5。

参照图15所示，t2=t5+（Q*1024+p）×Ts。则t2-t3= t5+（Q*1024+p）×Ts-t3。

或者，t2-t3=（Q*1024+p）×Ts-（t3-t5）。t3-t5为提前时长。

本申请实施例对超声波从发射器到麦克风A1的时长的计算方式不做限定。

需要说明，上述实施例中，大写字母“P”表示首个携带超声信号的sample在采集的所有sample中的采集序号（或采集到该首个携带超声信号的sample时，麦克风A1已经采集的sample的数量）；小写字母“p”表示首个携带超声信号的sample在首个携带超声信号的音频帧中的采集序号，采集序号根据采集顺序从1开始一次加1。

本申请实施例将电子设备A通过I2S总线控制麦克风A1开始采集sample的时刻记为第二时刻，由于电子设备A中的麦克风A可以提前录音、延时录音和准时录音，所以，t3时刻、t4时刻和t5时刻均可以作为第二时刻的示例。

上述示例中，通过定时器直接触发电子设备B中的I2S总线从I2S FIFO搬运超声波源数据的方式，以及通过定时器直接触发电子设备A中的I2S总线控制麦克风A1开始采集sample的方式，可以避免上述实施例中的软件时延。

参见图16，为本申请实施例提供的电子设备的另一硬件结构示意图。该图示中的电子设备可以为电子设备A，也可以为电子设备B。上述实施例中，以电子设备B发送超声波，电子设备A接收超声波为例，在实际应用中，也可以由电子设备A发送超声波，电子设备B接收超声波。

如图所示，该电子设备为上述实施例中的电子设备B，即作为超声波发射设备时，该电子设备中的定时器和总线连接，以通过定时器触发总线从DSP的I2S FIFO中搬运超声波源数据到超声波发射器发射超声波。该电子设备为上述实施例中的电子设备A，即作为超声波采集设备时，该电子设备中的定时器和总线连接，以通过定时器触发总线控制麦克风采集sample；当然，采集到的sample可以通过总线发送给DSP，通过DSP检测sample中是否存在超声信号。通过上述硬件连接关系，可以精确的测量位于两个电子设备上的麦克风（其中一个麦克风附近设置有超声波发射器）之间的距离，从而使得位于两个电子设备上的麦克风可以进行联合声源定位，从而扩大了声源定位的应用场景。

另外，实际应用中，电子设备B上的超声波发射器发射超声波时，电子设备A上的三个麦克风（A1、A2和A3）均可以采集sample。三个麦克风可以同时（例如，同为t3、t4或t5时刻）采集sample，每个麦克风采集的sample中首次检测到超声信号时，首次检测到超声信号的sample以及之前已经采集的sample的数量可以确定从电子设备B上的超声波发射器到本麦克风之间的距离。所以，通过一次超声波的发射过程可以计算获得电子设备B上的超声波发射器到电子设备A上的每个麦克风之间的距离。即可以计算获得电子设备B上的麦克风B1到电子设备A上的每个麦克风之间的距离（D1、D2和D3）。

当然，上述计算三个距离的过程可以基于电子设备B发射的同一超声信号，然而，麦克风A1、A2和A3开始采集sample的时刻可以不同。该方式也可以计算获得距离D1、D2和D3。

上述计算三个距离的过程也可以是完全独立的，例如，电子设备B发射超声波后，仅计算麦克风B1和电子设备A上的麦克风A1之间的距离D1，在之后，电子设备B再次执行上述测距过程（重新发射超声波），从而得到麦克风B1和电子设备A上的麦克风A2之间的距离D2，在之后，电子设备B再次执行上述测距过程（重新发射超声波），从而得到麦克风B1和电子设备A上的麦克风A3之间的距离D3。

另外，为了便于区分，可以将麦克风A1采集的sample记为第一音频样本、将麦克风A2采集的sample记为第二音频样本，将麦克风A3采集的sample记为第三音频样本。

在得到D1（第一距离）、D2（第二距离）和D3（第三距离）之后，就可以根据麦克风A1、A2和A3之间的位置关系，以及所述D1、D2和D3，确定所述麦克风B1的方位（坐标）。

在确定所述麦克风B1的方位（坐标）之后，就可以选择麦克风B1以及（A1、A2和A3）中的至少一个进行声源定位。

作为一个示例，可以选择麦克风A1、A3和B1进行联合声源定位。

作为另一示例，还可以测量另一电子设备C上的麦克风C1的方位（坐标），选择麦克风A1、B1和C1进行联合声源定位。

本申请实施例中进行联合声源定位的多个麦克风所在的电子设备可以组成声源定位系统。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在第一设备上运行时，使得第一设备可实现上述各个方法实施例中的步骤。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到第一设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U 盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

本申请实施例还提供了一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与存储器耦合，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现本申请任一方法实施例的步骤。芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种定位方法，其特征在于，应用于包含第一设备和第二设备的声源定位系统，所述第一设备和所述第二设备之间的位置关系不确定，所述第一设备上设置有超声波发射器、第一麦克风和第一存储器，所述超声波发射器和所述第一麦克风之间的距离小于第一阈值；所述第二设备上设置有第二麦克风，所述方法包括：

在第一时刻之前，所述第一设备将所述第一存储器存满超声波源数据，所述第一存储器为所述第一设备的第一总线可以直接访问的存储器；

在第一时刻，所述第一设备通过所述第一总线从所述第一存储器搬运所述超声波源数据到超声波发射器，所述超声波发射器用于根据所述第一总线搬运的超声波源数据发射超声信号；

在第二时刻，所述第二设备通过所述第二设备的第二总线控制所述第二麦克风开始采集第一音频样本；

所述第二设备检测采集的所述第一音频样本中是否携带超声信号；

所述第二设备在检测到首个携带超声信号的第一音频样本之后，基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第二麦克风之间的第一距离，所述第一距离用于对所述第一麦克风进行定位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时刻不等于所述第二时刻；所述基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第二麦克风之间的第一距离，包括：

所述第二设备基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量和所述第二麦克风的采样周期，计算所述第二麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长；

所述第二设备根据所述第二时刻和所述采集时长，计算所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的所述第一音频样本的第三时刻；

所述第二设备根据所述第三时刻和所述第一时刻，得到所述超声信号从所述超声波发射器发出到被所述第二麦克风采集到的传输时长；

所述第二设备根据所述传输时长和声速，计算得到所述第一距离。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二设备检测采集的所述第一音频样本中是否携带超声信号包括：

所述第二设备检测采集的第一音频帧中是否携带超声信号，所述第一音频帧包括多个所述第一音频样本；

所述第二设备在检测到首个携带超声信号的第一音频帧之后，确定所述首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本；

相应的，所述第二设备基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量和所述第二麦克风的采样周期，计算所述第二麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长，包括：

所述第二设备根据所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频帧之前已经采集的所述第一音频帧的数量和所述首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本的序号，以及所述第二麦克风的采样周期，计算所述第二麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时刻等于所述第二时刻；所述基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第二麦克风之间的第一距离，包括：

所述第二设备基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量和所述第一麦克风的采样周期，计算所述第一麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的所述第一音频样本的采集时长；

所述第二设备根据所述采集时长和声速，计算得到所述第一距离。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一时刻之前，所述第一设备的时钟和所述第二设备的时钟之间对齐。

6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一存储器为集成电路内置音频先进先出存储器；所述第一总线和所述第二总线均为集成电路内置音频总线。

7.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述第二设备上还设置有第三麦克风和第四麦克风，所述方法还包括：

所述第二设备计算所述超声波发射器与所述第三麦克风之间的第二距离；

所述第二设备计算所述超声波发射器与所述第四麦克风之间的第三距离，所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离均用于对所述第一麦克风进行定位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二设备计算所述超声波发射器与所述第三麦克风之间的第二距离包括：

在第四时刻，所述第二设备通过所述第二总线控制所述第三麦克风开始采集第二音频样本；

所述第二设备检测采集的所述第二音频样本中是否携带超声信号；

所述第二设备在检测到首个携带超声信号的第二音频样本之后，基于所述第三麦克风采集到所述首个携带超声信号的第二音频样本时已经采集的所述第二音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第三麦克风之间的第二距离；

所述第二设备计算所述超声波发射器与所述第四麦克风之间的第三距离包括：

在第五时刻，所述第二设备通过所述第二总线控制所述第四麦克风开始采集第三音频样本；

所述第二设备检测采集的所述第三音频样本中是否携带超声信号；

所述第二设备在检测到首个携带超声信号的第三音频样本之后，基于所述第四麦克风采集到所述首个携带超声信号的第三音频样本时已经采集的所述第三音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第四麦克风之间的第三距离。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四时刻等于所述第二时刻，所述第五时刻等于所述第二时刻。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的距离为所述第一距离，所述第一麦克风和所述第三麦克风之间的距离为所述第二距离；所述第一麦克风和所述第四麦克风之间的距离为所述第三距离；所述方法还包括：

所述第二设备根据所述第一麦克风、第二麦克风和所述第三麦克风之间的位置关系，以及所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离，确定所述第一麦克风的方位；其中，所述第一设备上的第一麦克风和所述第二设备上的至少一组麦克风用于声源定位。

11.一种声源定位系统，其特征在于，包括：

第一设备，设置有超声波发射器、第一麦克风和第一存储器，所述超声波发射器和所述第一麦克风之间的距离小于第一阈值；所述第一设备用于：在第一时刻之前，将所述第一存储器存满超声波源数据，所述第一存储器为所述第一设备的第一总线可以直接访问的存储器；在第一时刻，通过所述第一总线从所述第一存储器搬运所述超声波源数据到超声波发射器，所述超声波发射器用于根据所述第一总线搬运的超声波源数据发射超声信号；

第二设备，设置有第二麦克风，与所述第一设备之间的位置关系不确定；所述第二设备用于：在第二时刻，通过所述第二设备的第二总线控制所述第二麦克风开始采集第一音频样本；检测采集的所述第一音频样本中是否携带超声信号；在检测到首个携带超声信号的第一音频样本之后，基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第二麦克风之间的第一距离，所述第一距离用于对所述第一麦克风进行定位，所述第一设备上的所述第一麦克风和所述第二设备上的至少一组麦克风用于声源定位。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一时刻不等于所述第二时刻，所述第二设备还用于：

基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量和所述第二麦克风的采样周期，计算所述第二麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的所述第一音频样本的采集时长；

根据所述第二时刻和所述采集时长，计算所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的所述第一音频样本的第三时刻；

根据所述第三时刻和所述第一时刻，得到所述超声信号从所述超声波发射器发出到被所述第二麦克风采集到的传输时长；

根据所述传输时长和声速，计算得到所述第一距离。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第二设备还用于：

检测采集的第一音频帧中是否携带超声信号，所述第一音频帧包括多个所述第一音频样本；

在检测到首个携带超声信号的第一音频帧之后，确定所述首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本；

根据所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频帧之前已经采集的所述第一音频帧的数量和所述首个携带超声信号的第一音频帧中首个携带超声信号的第一音频样本的序号，以及所述第二麦克风的采样周期，计算所述第二麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本的采集时长。

14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一时刻等于所述第二时刻；所述第二设备还用于：

基于所述第二麦克风采集到所述首个携带超声信号的第一音频样本时已经采集的所述第一音频样本的数量和所述第一麦克风的采样周期，计算所述第一麦克风从开始采集所述第一音频样本到采集到所述首个携带超声信号的所述第一音频样本的采集时长；

根据所述采集时长和声速，计算得到所述第一距离。

15.如权利要求11至14任一项所述的系统，其特征在于，在所述第一时刻之前，所述第一设备的时钟和所述第二设备的时钟之间对齐。

16.如权利要求11至14任一项所述的系统，其特征在于，所述第一存储器为集成电路内置音频先进先出存储器；所述第一总线和所述第二总线均为集成电路内置音频总线。

17.如权利要求11至14任一项所述的系统，其特征在于，所述第二设备上还设置有第三麦克风和第四麦克风，所述第二设备还用于：

计算所述超声波发射器与所述第三麦克风之间的第二距离；

计算所述超声波发射器与所述第四麦克风之间的第三距离，所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离均用于对所述第一麦克风进行定位。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第二设备还用于：

在第四时刻，通过所述第二总线控制所述第三麦克风开始采集第二音频样本；

检测采集的所述第二音频样本中是否携带超声信号；

在检测到首个携带超声信号的第二音频样本之后，基于所述第三麦克风采集到所述首个携带超声信号的第二音频样本时已经采集的所述第二音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第三麦克风之间的第二距离；

在第五时刻，通过所述第二总线控制所述第四麦克风开始采集第三音频样本；

检测采集的所述第三音频样本中是否携带超声信号；

在检测到首个携带超声信号的第三音频样本之后，基于所述第四麦克风采集到所述首个携带超声信号的第三音频样本时已经采集的所述第三音频样本的数量，计算所述超声波发射器与所述第四麦克风之间的第三距离。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述第四时刻等于所述第二时刻，所述第五时刻等于所述第二时刻。

20.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的距离为所述第一距离，所述第一麦克风和所述第三麦克风之间的距离为所述第二距离；所述第一麦克风和所述第四麦克风之间的距离为所述第三距离；

所述第二设备还用于：

根据所述第一麦克风、第二麦克风和所述第三麦克风之间的位置关系，以及所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离，确定所述第一麦克风的方位。

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