RU197253U1

RU197253U1 - Умная колонка с tof-сенсором и возможностью докалибровки

Info

Publication number: RU197253U1
Application number: RU2019131705U
Authority: RU
Inventors: Алексей Касицкий; Дмитрий Владиславович Катая; Николай Максимович Савушкин; Никита Ильич Рыжиков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс"
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-04-15

Abstract

Настоящая полезная модель относится к умной колонке, оборудованной TOF–сенсором (времяпролетным сенсором) и выполненной с возможностью докалибровки TOF–сенсора. Умная колонка (100) содержит процессор (20), TOF–сенсор (30), функционально соединенный с процессором (20) и выполненный с возможностью определения расстояния до объекта в зоне обнаружения и передачи определенного расстояния в процессор (20). При этом процессор (20) выполнен с возможностью: установления, остается ли определенное расстояние по существу неизменным в течение заданного периода времени; и управления функцией умной колонки (100) на основе установленного изменения определенного расстояния за заданный период времени. Технический результат данной полезной модели заключается в исключении возможности восприятия умной колонкой, в качестве команды управления пользователя, сигнала, который является не такой командой управления пользователя, а сигналом, который формируется TOF–сенсором умной колонки вследствие наличия некоторого неподвижного объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора. 59 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

[0001] Настоящая полезная модель относится к умной колонке и, более конкретно, к умной колонке, оборудованной TOF–сенсором (времяпролетным сенсором) и выполненной с возможностью докалибровки TOF–сенсора.

Уровень техники

[0002] В настоящее время активно ведется разработка мультимедиа–платформ, таких как умные колонки. Такие устройства относятся к классу интеллектуальной техники и представляют собой колонки со встроенными центральным процессором, микрофоном, видеокамерой и другими электронными элементами, представляющими собой устройства, выполняющие отдельные функции. Такие умные колонки могут быть подключены к интернету или облаку для обработки пользовательских запросов, загрузки контента и т.д. Управление умными колонками зачастую осуществляется посредством подачи пользователем голосовых команд. Для этой цели умные колонки имеют возможность распознавания голоса или речи и оснащены виртуальным голосовым помощником с элементами искусственного интеллекта.

[0003] Одним из представителей таких устройств является «Яндекс.Станция» от компании «Яндекс». «Яндекс.Станция» (умная колонка) стала очень популярной среди пользователей и поэтому постоянно ведется разработка улучшенных новых версий этого устройства для расширения функциональных возможностей, которыми пользователи могут пользоваться. Умная колонка со встроенным голосовым помощником может помогать пользователю в повседневных делах, выполняя некоторые просьбы. В качестве примера, умная колонка может управлять отдельными компонентами и функциями «умного дома», показывать кино на телевизоре, подключенном к умной колонке, а также может проигрывать любимую музыкальную композицию в случае обнаружения команды пользователя на выполнение соответствующего действия. Другим примером умной колонки является умная колонка Amazon Echo от компании Amazon. Известные в настоящее время умные колонки не включают в себя TOF–сенсор, который позволил бы пользователю управлять различными функциями умной колонки руками или иными частями тела бесконтактным образом и использовать в умную колонку в режиме электронного музыкального инструмента.

Техническая проблема

[0004] Умные колонки могут быть оснащены TOF–сенсором для определения расстояния до объекта, на основе которого некоторой функцией умной колонки (например, громкостью воспроизводимого аудиофайла) можно управлять при условии, что упомянутым объектом является часть тела пользователя (например, рука), а не какой–либо другой неподвижный объект, имеющийся в зоне обнаружения TOF–сенсора. В качестве примера, если установленный в умной колонке TOF–сенсор направлен, например, вверх, а сама умная колонка установлена под каким–либо неподвижным объектом (например, под полкой или рабочей поверхностью стола и т.д.), может иметь место ситуация, когда TOF–сенсор обнаруживает отраженный сигнал от упомянутого неподвижного объекта и ошибочно интерпретирует его в качестве команды управления (например, руки, находящейся на определенном расстоянии от TOF–сенсора) при управлении функцией умной колонки, которую пользователь по мере необходимости вводит, перемещая часть своего тела (например, руку) в зоне обнаружения TOF–сенсора.

Техническая задача

[0005] Необходимо обеспечить такую оснащенную TOF–сенсором умную колонку, которая способна различать и отфильтровывать обнаруживаемый TOF–сенсором сигнал, который не должен рассматриваться умной колонкой в качестве команды управления пользователя, т.е. сигнал неподвижного объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора, который при управлении функцией умной колонки учитывать не следует.

Технический результат

[0006] Технический результат данной полезной модели заключается в исключении возможности восприятия умной колонкой, в качестве команды управления пользователя, сигнала, который является не такой командой управления пользователя, а сигналом, который формируется TOF–сенсором умной колонки вследствие наличия некоторого неподвижного объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора.

Сущность полезной модели

[0007] Обеспечена умная колонка, содержащая процессор, отличающаяся тем, что дополнительно содержит TOF–сенсор, функционально соединенный с процессором и выполненный с возможностью определения значения расстояния до объекта в зоне обнаружения и передачи определенного значения расстояния в процессор; при этом процессор выполнен с возможностью: установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени; и управления функцией умной колонки на основе установленного изменения расстояния до объекта. Другие особенности раскрытой умной колонки станут понятны специалистам в данной области после прочтения нижеследующего подробного описания с обращением к фигурам.

Краткое описание чертежей

[Фиг. 1] Фигура 1 иллюстрирует внешний вид умной колонки (100) согласно настоящей полезной модели.

[Фиг. 2] Фигура 2 иллюстрирует внешний вид умной колонки (100) согласно настоящей полезной модели без верхней крышки (40.1).

[Фиг. 3] Фигура 3 иллюстрирует основные компоненты TOF–сенсора (30), используемого в умной колонке (100) согласно настоящей полезной модели.

[Фиг. 4] Фигура 4 иллюстрирует поперечное сечение умной колонки (100) согласно настоящей полезной модели.

[Фиг. 5] Фигура 5 иллюстрирует один возможный пример виртуального разделения зоны обнаружения TOF–сенсора (30) на поддиапазоны расстояний/подобласти.

[Фиг. 6] Фигура 6 иллюстрирует систему, состоящую из нескольких умных колонок согласно настоящей полезной модели.

Подробное описание полезной модели

[0008] Умная колонка (100), вариант осуществления которой проиллюстрирован на Фигуре 1, содержит процессор (20) (не показан на фигуре). Процессор (20) может быть любым доступным процессором, в том числе, но без ограничения упомянутым, центральным процессором (CPU), интегральной схемой специального назначения (ASIC), программируемой пользователем вентильная матрицей (FPGA), системой на кристалле (SoC) и любой другой микросхемой, выполненной с возможностью исполнения программного обеспечения, микропрограммного обеспечения (firmware) в форме считываемый и исполняемых компьютером инструкций для реализации функциональности раскрытой умной колонки.

[0009] Умная колонка (100) дополнительно содержит TOF–сенсор (30) (от англ. Time–Of–Flight, также известный как времяпролетный сенсор), функционально соединенный с процессором (20) и выполненный с возможностью определения значения расстояния до объекта в зоне обнаружения и передачи определенного значения расстояния в процессор (20). TOF–сенсор (30) замеряет время между моментом обеспечения излучателем TOF–сенсора (30) излучения в зону обнаружения TOF–сенсора (30) и моментом приема приемником TOF–сенсора (30) отраженного от какого–либо объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30) излучения и таким образом позволяет вычислить расстояние до упомянутого объекта на основе скорости света. В альтернативном варианте осуществления настоящей полезной модели TOF–сенсор (30) может быть заменен TOF–камерой (не показана на фигуре 1). TOF–сенсором (30) или TOF–камерой может быть любой TOF–сенсор (30) или TOF–камера, доступные на рынке комплектующих в настоящее время. В частности, в некоторых не имеющих ограничительного характера примерах реализации настоящего решения в качестве TOF–сенсора могут быть использованы TOF–сенсоры моделей VL53L0X, VL53L1X от производителя STMicroelectronics или TMF8701 1D от производителя ams. Как будет ясно специалисту в этой области, и другие модели TOF–сенсоров могут быть использованы в различных реализациях настоящего решения. Обмен данными между TOF–сенсором (30) и процессором (20) может происходить в любой форме, например, в форме сигналов со стороны процессора (20), инициирующих выполнение TOF–сенсором (30) одного или нескольких замеров расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), или в форме сигналов со стороны TOF–сенсора (30), предоставляющих результаты этого одного или нескольких замеров (т.е. одно или несколько значений расстояния) процессору (20). В другом варианте осуществления TOF–сенсор (30) может постоянно выполнять один или несколько замеров с некоторой частотой без инициирования со стороны процессора и вне зависимости от того, имеется ли в зоне обнаружения TOF–сенсора (30) какой–либо объект или нет. TOF–сенсор (30) может быть выполнен с возможностью определения одного или более значений расстояния до объекта в зоне обнаружения с частотой, предпочтительно составляющей 30 замеров или, в качестве альтернативы, с частотой, находящейся в диапазоне 10–100 замеров в секунду, но без ограничения упомянутыми конкретными значениями.

[0010] В варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) выполнен с возможностью: установления, остается ли расстояние до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора по существу неизменным в течение заданного периода времени; и управления функцией умной колонки (100) на основе установленного изменения определенного расстояния.

[0011] В варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе среднеквадратического отклонения значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени. В этом варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) также может быть выполнен с возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если среднеквадратическое отклонение значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения среднеквадратического отклонения.

[0012] В альтернативном варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) может быть выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе дисперсии значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени. При этом процессор (20) может быть выполнен с дополнительной возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если дисперсия значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения дисперсии.

[0013] В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) может быть выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе разности максимального и минимального значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени. При этом процессор (20) может быть выполнен с дополнительной возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если разность максимального и минимального значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения разности.

[0014] Вышеуказанные пороговые значения среднеквадратического отклонения, дисперсии и разности могут быть заданы, например, разработчиком в зависимости от таких параметров работы TОF–сенсора, как частота измерений TOF–сенсора, дальность действия TOF–сенсора, выбранного периода времени, во время которого проводится проверка, параметров среды в которой будет использоваться умная колонка и/или иных параметров.

[0015] Так, в одном из неограничивающих примеров реализации настоящей полезной модели, в умной колонке, предназначенной для домашней эксплуатации, может быть использован TOF–сенсор с заявленной производителем дальностью действия в 2 метра и частотой замеров 30 в секунду. При этом период времени может быть задан в 10 секунд. Таким образом, в этот период времени попадут 300 значений расстояния до объекта, измеренных TOF–сенсором за 10 последних секунд. При этом, в указанном примере для обнаружения неподвижных объектов в зоне обнаружения TOF–сенсора (т.е. для определения, что расстояние до объекта является по существу неизменным) может быть использовано среднеквадратическое отклонение. При указанных выше параметрах, пороговым значением среднеквадратического отклонения может быть выбрано значение в 30 мм. Таким образом, в приведенном не имеющем ограничительного характера примере, расстояние до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора, будет установлено процессором (20) умной колонки (100) по существу неизменным, а сам объект будет соответственно считаться неподвижным, если вычисленное по 300 последним значениям расстояния до объекта, определенным TOF–сенсором за последние 10 секунд, среднеквадратическое отклонение будет меньше 30 мм.

[0016] В приведенном выше примере использовано среднеквадратическое отклонение, однако, как будет понятно специалисту в данной области, для упомянутого установления процессор (20) может использовать другую математическую величину, характеризующую разброс значений в некоторой совокупности чисел, известную из области математики. В частности, в качестве неограничивающих примеров величин, которые могут быть использованы для определения того, что определенное расстояние остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, можно использовать вышеупомянутые дисперсию и разницу максимального и минимального значений в числовом ряде измеренных расстояний. Использование величин, характеризующих разброс значений может помочь, в частности, снизить влияние артефактов и неточностей, которые могут возникать в работе TOF–сенсора. Так, даже если TOF–сенсор на протяжении нескольких измерений обнаруживает один и то же неподвижный объект, значения расстояния, полученные в результате нескольких последовательных измерений, могут быть не идентичными, и отличаться друг от друга.

[0017] В варианте осуществления настоящей полезной модели, процессор (20) может быть выполнен с возможностью, в случае установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, определения значения расстояния до неподвижного объекта и сохранения этого значения расстояния в блоке памяти умной колонки.

[0018] В варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) может быть выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе среднего значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

[0019] В альтернативном варианте осуществления настоящего решения процессор (20) может быть выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе медианы значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

[0020] В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящего решения процессор (20) может быть выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе моды значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

[0021] В неограничивающем примере реализации настоящего решения, если в ходе проверки того, является ли расстояние до объекта по существу неизменным, процессор (20) устанавливает, что расстояние до объекта оставалось по существу неизменным, то процессор (20) начинает ”считать” такой объект неподвижным и не учитывает сигнал этого объекта в качестве команды управления пользователя. Такое может случиться, например, если умная колонка (100) была установлена под мебельной полкой, так что излучение TOF–сенсора попадает в эту неподвижную полку, в результате чего TOF–сенсор может произвести ряд близких, но не идентичных значений. Например, упрощая для простоты, рассмотрим неограничивающий пример, в котором TOF–сенсор (30) умной колонки (100) делает 5 измерений за период времени, превышающий заданный период времени, и получает следующие значения расстояния – 500 мм, 502 мм, 498 мм, 499 мм, 501 мм. Таким образом, процессор (20), может определить, что объектом является неподвижный объект и вычислить расстояние до этого неподвижного объекта на основании ряда измеренных значений расстояния, сделанных за период времени. Упомянутое расстояние может быть определено процессором (20) как среднее значений, полученных за период времени. В приведенном примере, таким средним значением будет 500мм. Таким образом процессор определил, что расстояние до неподвижного объекта (полки) составляет 500 мм. Процессор (20) затем опционально может сохранить определенную величину расстояния до неподвижного объекта в блок памяти. Помимо среднего значения, в различных вариантах реализации настоящего решения могут использоваться и иные математические величины, такие как медиана, мода и иные. Данная особенность процессора позволяет осуществить докалибровку умной колонки, чтобы исключить какое–либо влияние неподвижных объектов, находящихся в зоне обнаружения TOF–сенсора, на управление умной колонкой.

[0022] В варианте осуществления настоящего решения процессор (20) может быть выполнен с возможностью, в случае, если в блоке памяти уже содержится предыдущее значение расстояния до неподвижного объекта, отличающееся от определенного значения расстояния до неподвижного объекта, удаления из блока памяти предыдущего значения расстояния до неподвижного объекта и сохранения в блоке памяти определенного значения расстояния до неподвижного объекта, т.е. выполнения обновления значений расстояния.

[0023] В варианте осуществления настоящего решения, процессор (20) может быть выполнен с возможностью игнорирования значений расстояния до объекта, полученных от TOF–сенсора, при упомянутом управлении функцией умной колонки в случае, если упомянутые значения расстояния по существу равны значению расстояния до неподвижного объекта, сохраненному в блоке памяти умной колонки (100).

[0024] После сохранения значения расстояния до неподвижного объекта в блоке памяти, процессор (20) может игнорировать, или, иными словами, отфильтровывать показания TOF–сенсора, вызванные этим неподвижным объектом (например, полкой), и учитывать те показания, которые представляют управляющие команды (например, движения руки пользователя). Процессор (20) может быть выполнен с возможностью осуществления этого путем сравнения каждого нового измерения расстояния до объекта, полученного от TOF–сенсора (30) со значением расстояния до неподвижного объекта, сохраненным в блоке памяти умной колонки (100)

[0025] В варианте осуществления настоящего решения процессор (20) может быть выполнен с возможностью устанавливать, что значения расстояния до объекта, полученные от TOF–сенсора, по существу равны значению расстояния до неподвижного объекта, сохраненному в блоке памяти умной колонки (100), в случае если эти значения до объекта отличаются от значения расстояния до неподвижного объекта, сохраненного в блоке памяти не более чем на предварительно заданную величину допустимого отклонения.

[0026] В варианте осуществления настоящего решения процессор (20) выполнен с возможностью устанавливать, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, регулярно, по получении от TOF–сенсора очередного значения расстояния до объекта.

[0027] В варианте осуществления настоящего решения процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, по получении от TOF–сенсора очередного значения расстояния до объекта на основе значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, включая упомянутое очередное значение расстояния до объекта.

[0028] Таким образом, с учетом вышесказанного, процессор (20) умной колонки (100) может быть выполнен с возможностью выполнять две проверки.

[0029] В рамках первой проверки процессор (20) выполнен с возможностью выявлять, есть ли в зоне обнаружения TOF–сенсора объект, который является по существу неподвижным, и если такой объект обнаружен, определять и сохранять информацию о расстоянии до этого неподвижного объекта. В некоторых вариантах осуществления настоящего решения процессор (20) может быть выполнен с возможностью проводить эту первую проверку регулярно, например, каждый раз, когда процессор (20) получает от TOF–сенсора (30) новое значение расстояние до объекта. В других вариантах осуществление настоящего решения, эта первая проверка может проводиться с иной периодичностью, например, через заданные промежутки времени, либо через заданное количество измерений расстояния. Регулярность проведения первой проверки позволяет учитывать изменения в положении умной колонки (100). Например, в случае, если станцию вынесли из–под полки, поставили под другую полку, под стол и т.д.

[0030] В рамках второй проверки процессор (100) выполнен с возможностью выявлять, является ли полученное им от TOF–сенсора (30) значение расстояния значением, вызванным ранее обнаруженным неподвижным объектом, находящимся в зоне обнаружения TOF–сенсора. Для этого, в вариантах осуществления настоящего решения, процессор (20) может быть выполнен с возможностью сравнивать каждое полученное им от TOF–сенсора (30) новое значение расстояния до объекта с ранее определенным и сохраненным в блоке памяти значением расстояния до неподвижного объекта. Если новое значение расстояния равно расстоянию до неподвижного объекта, либо отличается от него незначительно, процессор выполнен с возможностью игнорировать такое новое значение расстояния, то есть не учитывать его в качестве управляющего сигнала при управлении функцией умной колонки (100).

[0031] Кроме того, при упомянутом управлении функцией умной колонки процессор (20) может быть дополнительно выполнен с возможностью игнорирования расстояния, определенного по существу неизменным в течение упомянутого заданного периода времени. Заданный период времени может составляет n секунд, где n представляет собой целое число больше 1, например, но без ограничения упомянутыми конкретными значениями, 5 сек, 10 сек, 15 сек, 20 сек и т.д. В другом варианте осуществления заданный период времени может быть определен количеством и частотой замеров расстояния TOF–сенсором (30) (описан выше), например, но без ограничения упомянутым, 10 сек для 300 замеров при частоте замеров TOF–сенсора 30 замеров/сек. Опционально умная колонка (100) может содержать микрофон (не показан на фигурах) для распознавания голосовых команд пользователя. Например, пользователь может вводить голосовые команды на включение/выключение умной колонки, включения/выключения различных управляемых функций умной колонки, переключение режима работы умной колонки, в том числе переключения режима работы умной колонки в режим электронного музыкального инструмента. Примеры голосовых команд могут включать в себя, но без ограничения упомянутым, “<Имя голосового помощника>, включи функцию регулировки громкости”, “<Имя голосового помощника>, включи режим электронного музыкального инструмента” и т.д. В каждом из вышеупомянутых аспектов работы процессора (20) умной колонки (100) достигается такая докалибровка умной колонки (100), которая позволяет осуществить докалибровку умной колонки, чтобы исключить какое–либо влияние неподвижных объектов, находящихся в зоне обнаружения TOF–сенсора, на управление умной колонкой.

[0032] Фигура 2 иллюстрирует внешний вид умной колонки (100) согласно настоящей полезной модели без верхней крышки (40.1), а фигура 3 иллюстрирует основные компоненты TOF–сенсора (30), используемого в умной колонке (100) согласно настоящей полезной модели. Как проиллюстрировано на фигуре 3 TOF–сенсор (30) содержит излучатель (30.1) и приемник (30.2). Излучатель (30.1) может быть выполнен с возможностью обеспечения излучения в зоне обнаружения TOF–сенсора, а приемник (30.2) может быть выполнен с возможностью приема излучения, отраженного от объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30). При этом обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение может определять, но без ограничения упомянутым, расширяющуюся конусную форму зоны обнаружения TOF–сенсора (30) и может быть, но без ограничения упомянутым, инфракрасным излучением. В варианте осуществления настоящей полезной модели излучатель (30.1) может представлять собой импульсный инфракрасный лазер, выполненный с возможностью генерирования импульсов с частотой 10–100 импульсов в секунду или любой другой источник излучения, позволяющий вычислить расстояние до объекта на основе времени пролета излучения. Благодаря расширяющейся конусной форме (см. фигуру 5) зоны обнаружения TOF–сенсора, вероятность попадания части тела пользователя или предмета, удерживаемого частью тела пользователя, может быть увеличена, что в свою очередь сделает использование умной колонки (100) более удобным. Тем не менее не следует ограничивать раскрытую полезную модель расширяющейся конусной формой зоны обнаружения TOF–сенсора, поскольку также могут быть использованы такие излучатели, которые обеспечивают узкий луч. Длина зоны обнаружения TOF–сенсора (30) может быть переопределена разработчиком как произвольное значение, которое меньше максимального расстояния, на которое излучение от TOF–сенсора способно распространяться.

[0033] TOF–сенсор (30) может быть установлен за верхней крышкой (40.1) корпуса (40) умной колонки (100) напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в верхней крышке (40.1) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2). Данный вариант осуществления проиллюстрирован на фигуре 4. В других вариантах осуществления (не проиллюстрированных на фигурах) TOF–сенсор (30) может быть установлен за нижней крышкой (40.2) корпуса (40) умной колонки (100) напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в нижней крышке (40.3) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2) или может быть установлен напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в боковой стенке (40.4) или боковой крышке (не показана на фигурах) умной колонки (100) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2).

[0034] Умная колонка (100) согласно настоящей полезной модели может дополнительно содержать линзу (50), посаженную в одно или несколько отверстий (40.2) напротив TOF–сенсора (30), при этом линза (50) выполнена с возможностью дополнительного рассеивания обеспечиваемого излучателем (30.1) излучения в 1–5 град. угловых, но без ограничения упомянутым диапазоном, и защиты излучателя (30.1) и приемника (30.2) TOF–сенсора (30) от пыли и других загрязнителей. Может использоваться любой способ посадки и крепления линзы (50) в одном или нескольких отверстиях (40.2) напротив TOF–сенсора (30).

[0035] Понятно, что объектом в зоне обнаружения TOF–сенсора (30) в разные моменты времени может быть любой объект, например, элемент интерьера или какая–либо часть тела пользователя. Когда TOF–сенсор (30) обнаруживает объект расстояние, до которого остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, процессор (20) может выполнить определение, что объектом является препятствие и поэтому не использовать замеренное расстояние до этого объекта при формировании команды управления функцией умной колонки. Когда TOF–сенсор (30) обнаруживает объект расстояние, до которого не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, процессор (20) может выполнить определение, что объектом является часть тела пользователя и поэтому использовать замеренное расстояние до этого объекта при формировании команды управления функцией умной колонки. Таким образом, объект, в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора (30) остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, определяется процессором (20) в качестве препятствия, а объект в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, определяется процессором (20) в качестве части тела пользователя умной колонки, которой может быть, но без ограничения упомянутым, рука, нога, один или несколько пальцев, ладонь, голова или другая часть тела пользователя, или определяется процессором (20) в качестве предмета, удерживаемого частью тела пользователя или служащего этой частью тела пользователя. Благодаря этому достигается докалибровка умной колонки (100), которая позволяет исключить какое–либо влияние неподвижных объектов, находящихся в зоне обнаружения TOF–сенсора, на управление умной колонкой.

[0036] Управляемой функцией умной колонки (100) может быть функция регулировки громкости мультимедийного контента, воспроизводимого умной колонкой, или функция регулировки громкости мультимедийного контента, воспроизводимого устройством, подключенным к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу. В этом варианте осуществления настоящей полезной модели процессор (20) может быть дополнительно выполнен с возможностью: изменения громкости в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени. Например, при перемещении руки пользователя из одного поддиапазона расстояний в другой поддиапазон расстояний процессор (20) может изменять громкость с уровня громкости упомянутого одного поддиапазона расстояний до уровня громкости упомянутого другого поддиапазона расстояний. Каждому поддиапазону, в который попадает определяемое расстояние, может соответствовать свой собственный уровень громкости, а регулировка громкости с уровня громкости упомянутого одного поддиапазона расстояний до уровня громкости упомянутого другого поддиапазона расстояний может осуществляться плавно или посредством резкого переключения, но без ограничения упомянутыми вариантами. Поддиапазоны расстояний могут быть последовательно расположены в зоне обнаружения TOF–сенсора (30) смежно друг с другом и могут охватывать по существу всю зону обнаружения TOF–сенсора (30) или ее часть. Таким образом зона обнаружения TOF–сенсора может быть виртуально разделена на подобласти (N1, N2, N3, N4, N5 на фигуре 5), где каждой подобласти соответствует свой собственный уровень громкости. Один возможный пример виртуального разделения зоны обнаружения TOF–сенсора (30) на поддиапазоны расстояний/подобласти проиллюстрирован на Фигуре 5. Значение угла α может составлять, но без ограничения, от 20 до 30 град. угловых. Рабочее расстояние TOF–сенсора, определяющее зону обнаружения TOF–сенсора и измеряемое от TOF–сенсора до границы зоны обнаружения TOF–сенсора, задается в зависимости от мощности источника излучения и величины помех в отраженном излучении и составляет, предпочтительно от 60 до 150 см, но без ограничения упомянутым диапазоном. Соответствия между различными поддиапазонами расстояний/подобластями и соответствующими уровнями громкости могут быть заранее определены производителем и обеспечены в форме, например, таблицы соответствия, в каждой строке которой указан поддиапазон расстояний/подобласть и соответствующий этому поддиапазону расстояний/подобласти уровень громкости. Эта таблица соответствия может быть сохранена в блоке памяти (70) (не показан на фигурах) умной колонки (100), к которому может быть осуществлен доступ процессором (20). В другом варианте осуществления таблица соответствия может быть сохранена в облаке (200) (не показано на фигурах), с которым умная колонка (100) соединена по Интернету. В последнем случае, обновление таблицы соответствия со стороны производителя может быть централизовано. При увеличении определяемого расстояния громкость может увеличиваться, а при уменьшении – уменьшаться, но без ограничения упомянутым. Крайнему диапазону (N1 на фигуре 5) расстояний/подобласти, т.е. диапазону с наименьшими расстояниями или ближайшему к TOF–сенсору (30), может быть назначена функция выключения управляемой в настоящий момент функции или функция выключения всей умной колонки (100) или перевода ее в спящий режим. Данное назначение также может быть реализовано посредством вышеописанной таблицы соответствия, но без ограничения такой таблицей. Одним возможным примером таблицы соответствия (соответствия между конкретными подобластями и конкретными значениями, показанные в таблице 1, являются лишь примерными) является нижеследующая таблица 1 соответствия:

Таблица 1 соответствия (пример) между поддиапазонами расстояний/подобластями и различными уровнями громкости:

Подобласть N5 (Расстояние 75–60 см)	Громкость 100%
Подобласть N4 (Расстояние 60–45 см)	Громкость 75%
Подобласть N3 (Расстояние 45–30 см)	Громкость 50%
Подобласть N2 (Расстояние 30–15 см)	Громкость 25%
Подобласть N1 (Расстояние 15–0 см)	Выключение функции управления громкостью, выключение умной колонки (100) или перевод умной колонки (100) в спящий режим

[0037] Другими управляемыми функциями умной колонки (100) могут быть функция изменения интенсивности света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу, функция изменения цвета света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу, функция управления элементом умного дома, подключенным к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу, но без ограничения упомянутыми функциями. Элементом умного дома может быть, но без ограничения упомянутыми элементами, жалюзи, кондиционер, один или несколько светильников, один или несколько включателей/выключателей, один или несколько переключателей, один или несколько диммеров, один или несколько бытовых электроприборов. Другой управляемой функцией умной колонки (100) может быть функция навигации по контенту или пользовательскому интерфейсу, отображаемому на устройстве отображения, подключенном к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу. Функцией навигации по контенту может быть одна из вертикальной прокрутки, горизонтальной прокрутки, перехода на элемент контента вверх, перехода на элемент контента вниз, перехода на элемент контента влево, перехода на элемент контента вправо или выбора элемента, но без ограничения упомянутыми функциями. Для каждой из возможных управляемых функций может быть обеспечена своя таблица соответствия согласно вышеописанным принципам. Например, когда управляемой функцией является функция изменения интенсивности света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по проводному или беспроводному интерфейсу, соответствия между различными поддиапазонами расстояний/подобластями и соответствующими интенсивностями света могут быть заранее определены производителем и обеспечены в форме, например, таблицы соответствия, в каждой строке которой указан поддиапазон расстояний/подобласть и соответствующая этому поддиапазону интенсивность света и т.д.

[0038] В другом варианте осуществления процессор (20) умной колонки (100) может быть дополнительно выполнен с возможностью выключения управляемой в настоящий момент функции умной колонки (100), полного выключения умной колонки (100) или перевода ее в спящий режим в случае обнаружения сокращения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до предопределенного порогового значения или ниже. В этом варианте осуществления процессор (20) умной колонки (100) может быть дополнительно выполнен с возможностью включения последней управляемой функции умной колонки (100), включения умной колонки (100) или вывода ее из спящего режима в случае обнаружения увеличения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до предопределенного порогового значения или выше. Таким образом, TOF–сенсор может быть выполнен с возможностью обнаружения объекта и замера расстояния до этого объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора, а процессор (20) выполнен с возможностью обработки определяемых расстояний даже при выключенном состоянии или состоянии сна умной колонки (100). В альтернативном варианте осуществления для включения/выключения умной колонки или ее функции может быть использована предопределенная величина изменения расстояния до объекта, например, при одномоментном сокращении расстояния до объекта на 30 см или более умная колонка (100) может выключаться или переводится в режим сна. И напротив при увеличении расстояния до объекта на 30 см или более умная колонка (100) может включаться или выводится из режима сна. Приведенная предопределенная величина в 30 см или более является лишь примером. Понятно, что любое другое значение может быть предопределено производителем при условии, что это значение не превышает максимальную дальность обнаружения TOF–сенсора (30).

[0039] Умная колонка (100) может быть выполнена с возможностью работы в режиме электронного музыкального инструмента для извлечения звуков в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени. Для этой цели умная колонка (100) может дополнительно содержать один или несколько динамиков (60) (не показаны на фигуре), функционально соединенных с процессором (20) и выполненных с возможностью воспроизведения выбираемых звуков. При работе умной колонки (100) в режиме электронного музыкального инструмента процессор (20) может быть дополнительно выполнен с возможностью: выбора звука из множества звуков в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора (30) не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, при этом каждому поддиапазону расстояния соответствует свой собственный звук, и воспроизведения выбранного звука через один или несколько динамиков (60). При перемещении объекта из одного поддиапазона в другой поддиапазон процессор может быть дополнительно выполнен с возможностью сведения воспроизводимого звука упомянутого одного поддиапазона со звуком упомянутого другого диапазона. Соответствия между звуками и поддиапазонами расстояний/подобластями могут быть предопределены в вышеописанной таблице соответствия согласно аналогичным принципам. Сведение звуков процессором (20) может быть плавным сведением, резким переключением или любым иным сведением, известным из области музыки. При выборе звука процессор (20) может быть дополнительно выполнен с возможностью: извлечения аудио файла с соответствующим звуком из блока памяти (70), дополнительно содержащегося в умной колонке (100), извлечения аудио файла с соответствующим звуком из облака (200), с которым умная колонка (100) соединена по Интернету, или синтеза звука по заранее определенным параметрам. Каждый аудио файл может представлять собой аудио семпл, содержащий соответствующий звук из многообразия звуков, состоящего из звуков музыкальных инструментов, звуков природы, звуков животных, звуков предметов, звуков человеческой речи и звуков из пентатонического звукоряда или гексатонического звукоряда.

[0040] Под термином “звук” может пониматься как отдельный звук (например, кошачье мяуканье), так и аудиоконтент (аудиофайл) с определенным звуком или совокупностью звуков. В качестве аудио формата аудиофайла может быть использован любой формат аудиофайла, например, WAV, MIDI, APE, FLAC, MP3, Ogg и т.д. При работе со звукорядом каждый поддиапазон расстояний/подобласти может соответствовать октаве, причем каждый(ая) поддиапазон расстояний/подобласть может быть дополнительно подразделен(а) на участки, соответствующие тонам и/или полутонам, например, нотам или гитарным аккордам определенной высоты и т.п. В одном из вариантов осуществления полезной модели для упрощения управлением умной колонкой предлагается использовать пентатонику, то есть из двенадцати нот октавы использовать для воспроизведения в умной колонке только пять нот, то есть аудиоконтент будет содержать звук, выбранный из пентатонического звукоряда. Поэтому при использовании пентатонического ряда пользователю необязательно попадать в конкретную ноту для того, чтобы получить заданную звуковую последовательность. Таким же образом можно использовать и гексатонику, то есть аудиоконтент будет содержать звук, выбранный из пентатонического звукоряда.

[0041] Для синтеза звука определенной ноты длиной T секунд могут быть выполнены следующие этапы:

1. Выбрать необходимую частоту. Для каждой ноты она известна, например для До 5й октавы она равна 523,25Гц. Для того, чтобы получить другую следующую ноту (До диез 5й октавы) необходимо домножить частоту на 2^(1/12) (корень 12й степени из двух). Таким образом частота до 6й октавы в 2 раза больше частоты до 5й октавы, а частота До 4й октавы в 2 раза меньше.

2. Вычислить необходимое число буферов, которые надо воспроизвести. Оно равно T * <частота воспроизведения> / <размер буфера>

3. Изначально проинициализировать значение угла (angle) нулем

4. Итерироваться по номерам буферов

5. Проинициализировать пустой буфер, размер которого равен частоте воспроизведения

6. Итерироваться по ячейкам буфера

7. На каждой итерации добавлять к значению угла 2 * Pi * <частота ноты> / <частота воспроизведения>

8. Посчитать сумму всех обертонов для указанного значения угла (напр. 16 * cos(angle/2) – cos(angle * 2)) / 17)

9. Рассчитать текущий момент времени <количество буферов> * <размер буфера> / <частота воспроизведения> + <номер ячейки буфера> / <частота воспроизведения>

10. Рассчитать значение огибающей в текущий момент времени (t_seconds). В качестве огибающей, например, можно взять функцию (pow(t_seconds, 1,5) * exp(–1 * t_seconds/0,1/T))

11. Разделить значение огибающий на ее значение в точке максимума (для указанной функции это точка 0,15 * T)

12. Домножить значение звука на значение огибающей

13. Домножить значение звука на громкость (от 0 до 1)

14. Подать все сформированные буферы на вход воспроизводящему компоненту

При этом: Буфер – набор последовательно расположенных запоминающих ячеек в блоке памяти умной колонки. Ячейка буфера – набор последовательно расположенных байт блока памяти (2 или более); отвечает за хранение 1 числа с плавающей запятой. Угол – это название переменной, которая используется для хранения промежуточных вычислений. T – общее время воспроизведения.

[0042] Процессор (20) умной колонки (100) дополнительно выполнен с возможностью воспроизведения музыкальной композиции в качестве фоновой музыки при воспроизведении выбираемого и извлекаемого звука(ов). Такая воспроизводимая музыкальная композиция может храниться в блоке памяти (70) или загружаться по Интернету из облака (200) и воспроизводиться в режиме реального времени. При работе процессор (20) умной колонки (100) дополнительно выполнен с возможностью осуществления фильтрации определяемых значений расстояния по моде (с помощью модового фильтра) или по медиане (с помощью медианного фильтра) для исключения из обработки кратковременных выбросов определяемых значений расстояния.

[0043] Рассмотрим техники фильтрации сигналов TOF–сенсора процессором подробнее. Модовый фильтр можно отнести к цифровым фильтрам. Если пользователь желает пересечь зону обнаружения TOF–сенсора в определенном месте и извлечь определенную одну ноту (определенный звук) или выдать команду на определенный уровень громкости необходимо учитывать следующую проблему. Как показано на фигуре 5 и упоминалось ранее, излучение от TOF–сенсора, производящего измерение расстояния до объекта, например, руки пользователя, может представлять собой конус. Может иметь место ситуация, когда расстояние до руки пользователя вносящего руку в подобласть N3 зоны обнаружения TOF–сенсора ближе к верхней границе подобласти N3 (например в месте вноса руки пользователя, указанном уровнем 11 на фигуре 5), некорректно обнаруживается TOF–сенсором и процессором как внос руки в подобласть N4. Данное некорректное обнаружение обычно является кратковременным и связано с тем, что зона обнаружения TOF–сенсора является конусом, а расстояние OA до руки пользователя в момент вхождения в зону обнаружения превышает расстояние OB, что приводит к некорректному определению подобласти N4 вместо корректной подобласти N3 (в данном примере. Для устранения этой проблемы может использоваться модовый фильтр. Как известно, мода – это значение во множестве значений, которое встречается наиболее часто. Идея метода «моды» применительно к обработке значений состоит в следующем. TOF–сенсор делает множество измерений в секунду, в каждом временном интервале используются текущие последние, например, три измерения (количество задается разработчиком), из которых выбирается наиболее часто встречающееся значение измерения и принимается в качестве значения, по которому определяется область, в которой расположена рука пользователя и выдается аудиоконтент, соответствующий этой области.

[0044] Другой техникой, которая может использоваться для фильтрации сигналов TOF–сенсора является применение медианного фильтра. Применение медианного фильтра позволяет снизить количество артефактов и повысить точность определения подобласти зоны обнаружения TOF–сенсора, в которой находится рука пользователя. Медианный фильтр является одним видом цифровых фильтров, который может быть использован при регулировке громкости звука или при работе умной колонки в режиме электронного музыкального инструмента. Медианные фильтры известны и широко применяются в электронике. Идея медианного фильтра состоит в том, что медианный фильтр «проходит» по измеренным значениям расстояния скользящим «окном» заданного размера (то есть рассматривает определенное количество измерений как группу и анализирует значения в этой группе) и выбирает из значений, попавших в это окно, медианное значение, которое затем уже используется в качестве команды управления или управляющего сигнала. Однако, настоящую полезную модель не следует ограничивать вышеописанными конкретным техниками фильтрации сигналов TOF–сенсора.

[0045] В другом варианте осуществления может быть обеспечен способ, реализующий действие или совокупность действий, описанных в данном документе и выполняемых умной колонкой (100) или ее компонентами, например, процессором (20). В другом варианте осуществления может быть обеспечена система (300) из множества умных колонок (110, 130), описанных в данном документе, в которой, например, одна умная колонка (130) из множества используется для регулировки громкости, а другая умная колонка (110) используется в качестве электронного музыкального инструмента. В этом варианте осуществления умные колонки из упомянутого множества связаны между собой по проводному или беспроводному интерфейсу (105), например, по Bluetooth. Пользователь 150 управляет умной колонкой (130) левой рукой (140) и управляет умной колонкой (110) правой рукой (120). Левая рука (140) пользователя находится в зоне обнаружения (135) TOF–сенсора (130), а правая рука (120) пользователя находится в зоне обнаружения (115) TOF–сенсора (110). Данный вариант осуществления обеспечивает возможность использования пользователем режима электронного музыкального устройства умной колонки (например 110) с функцией регулировки громкости или иных параметров звуков, извлекаемых на умной колонке (110), на другой умной колонке (например 130), как проиллюстрировано на фигуре 6. При этом одна умная колонка (например 110), работающая в режиме электронного музыкального инструмента, может быть ведущей, а другая умная колонка (130), ответственная, например, за регулировку громкости или высоты звуков, извлекаемых пользователем с помощью умной колонки (110), может быть ведомой. Умные колонки (110, 130) могут быть синхронизированы между собой посредством проводной или беспроводной связи (105).

[0046] Умную колонку (100) можно расположить вертикально, как показано на фигуре 1, можно расположить горизонтально, например, положив на боковую поверхность, тогда поверхность корпуса с отверстиями будет направлена в сторону.

[0047] В другом аспекте настоящего раскрытия обеспечена умная колонка с возможностью звукового воспроизведения аудиоконтента и функцией управления воспроизводимым аудиоконтентом с помощью изменения расстояния от умной колонки до управляющего объекта, содержащая установленные в корпусе умной колонки: TOF–сенсор, сконфигурированный для определения и выдачи расстояния до объекта, находящегося в зоне обнаружения TOF–сенсора, причем зона обнаружения TOF–сенсора виртуально разделена на множество последовательно расположенных вдоль оси излучения TOF–сенсора и смежных друг с другом областей, причем каждая область соответствует диапазону расстояний от TOF–сенсора, блок памяти, содержащий аудиоконтент, процессор, сконфигурированный для обработки сигналов от TOF–сенсора, причем обработка включает в себя: – определение, на основании расстояния до объекта, области в зоне обнаружения TOF–сенсора, в которой находится объект, – извлечение из блока памяти аудиоконтента, соответствующего области, в которой обнаружен объект, – блок воспроизведения аудиоконтента, сконфигурированный для воспроизведения, по сигналу управления от процессора, аудиоконтента, соответствующего области, которая определена в зоне обнаружения.

[0048] В этой умной колонке TOF–сенсор содержит излучатель и приемник, причем излучатель выполнен с возможностью обеспечения излучения в зоне обнаружения TOF–сенсора, а приемник выполнен с возможностью приема излучения, отраженного от объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора.

[0049] В этой умной колонке в качестве излучателя использован импульсный инфракрасный лазер.

[0050] В этой умной колонке импульсный инфракрасный лазер сконфигурирован с возможностью генерирования импульсов с частотой 10–100 импульсов в секунду.

[0051] В этой умной колонке импульсный инфракрасный лазер сконфигурирован с возможностью генерирования импульсов с частотой 30 импульсов в секунду.

[0052] В этой умной колонке излучатель сконфигурирован с возможностью генерирования излучения конической формы, причем значение угла при вершине конуса составляет 20–30 град. угловых.

[0053] В этой умной колонке TOF–сенсор установлен под верхней крышкой корпуса умной колонки под одним или несколькими отверстиями, выполненными в верхней крышке.

[0054] В этой умной колонке TOF–сенсор установлен за одним или несколькими отверстиями, выполненными в боковой стенке умной колонки.

[0055] Эта умная колонка дополнительно содержит линзу, установленную в одном или нескольких отверстиях в крышке корпуса между TOF–сенсором и крышкой.

[0056] В этой умной колонке линза обеспечивает дополнительное рассеивание излучения в 1–5 град. угловых.

[0057] В этой умной колонке в качестве объекта служит часть тела пользователя, включая руку, ногу, голову или предмет в руке пользователя.

[0058] В этой умной колонке в качестве блока памяти использовано постоянное запоминающее устройство.

[0059] В этой умной колонке в качестве блока памяти использовано оперативное запоминающее устройство.

[0060] В этой умной колонке аудиоконтент выбран из по меньшей мере одной ноты, МР3 файлов, аудиофайлов иных форматов или набора звуков.

[0061] В этой умной колонке аудиоконтент содержит звук, выбранный из пентатонического звукоряда или гексатонического звукоряда.

[0062] В этой умной колонке аудиоконтент содержит звук, синтезированный по заранее заданным параметрам.

[0063] В этой умной колонке рабочее расстояние TOF–сенсора, определяющее зону обнаружения TOF–сенсора и измеряемое от TOF–сенсора до границы зоны обнаружения TOF–сенсора, задается в зависимости от мощности источника излучения и величины помех в отраженном излучении и составляет, предпочтительно от 60 до 150 см.

[0064] В этой умной колонке между корпусом и TOF–сенсором размещена линза для защиты от внешней среды.

[0065] В этой умной колонке процессор дополнительно сконфигурирован с возможностью: – во время входа объекта в зону обнаружения TOF–сенсора выполнения ряда измерений расстояния от TOF–сенсора до объекта с получением ряда значений расстояний, и – для каждого значения расстояния из ряда значений расстояния определение соответствующей этому значению области из упомянутого множества областей с получением ряда определенных областей–кандидатов, – определение наиболее часто встречающейся области (статистической моды) в ряде областей–кандидатов, – принятие наиболее часто встречающейся области в качестве той области из упомянутого множества областей, в которую вошел объект во время входа в зону обнаружения TOF–сенсора.

[0066] В этой умной колонке процессор дополнительно сконфигурирован с возможностью управления громкостью умной колонки.

[0067] Эта умная колонка связана посредством проводной или беспроводной связи с устройством изменения параметров воспроизведения аудиоконтента.

[0068] В этой умной колонке параметром воспроизведения аудиоконтента является громкость воспроизведения аудиоконтента.

[0069] В этой умной колонке устройством изменения параметров воспроизведения является вторая умная колонка.

[0070] Эта умная колонка выполненная с возможностью принимать сигнал от устройства изменения параметров воспроизведения аудиоконтента и изменять параметры воспроизведения аудиоконтента упомянутым блоком воспроизведения умной колонки.

[0071] В этой умной колонке предварительно аудиоконтент загружен из сети интернет и сохранен в блоке памяти.

[0072] В этой умной колонке аудиоконтент синтезирован умной колонкой по заранее заданным параметрам и сохранен в блоке памяти.

[0073] Эта умная колонка дополнительно содержит микрофон.

[0074] В этой умной колонке аудиоконтент получен посредством микрофона и сохранен в блоке памяти.

[0075] В другом аспекте настоящего раскрытия обеспечен способ работы умной колонки с возможностью звукового воспроизведения аудиоконтента и функцией управления воспроизводимым аудиоконтентом с помощью изменения расстояния от умной колонки до управляющего объекта, причем способ содержит этапы, на которых: – излучают посредством TOF–сенсора умной колонки излучение, причем испускаемое излучение проходит через предварительно заданную зону обнаружения TOF–сенсора; причем зона обнаружения TOF–сенсора вдоль оси излучения виртуально разделена на множество последовательно расположенных и смежных друг с другом областей, причем каждая область соответствует диапазону расстояний от TOF–сенсора, причем каждой из указанных областей соответствует свой аудиоконтент; и – при введении объекта в зону обнаружения TOF–сенсора формируется сигнал, регистрируемый TOF–сенсором, соответствующий расстоянию до указанного объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора, – осуществляют обработку полученного сигнала в процессоре, при которой – определяют, в какой из упомянутых областей расположен введенный объект, – извлекают из блока памяти аудиоконтент, соответствующий области, в которой обнаружен объект, – осуществляют воспроизведение аудиоконтента, соответствующего области, определенной процессором.

[0076] В этом способе осуществляют излучение посредством излучателя, который содержится в TOF–сенсоре, а сигнал регистрируют посредством приемника, который содержится в TOF–сенсоре и выполнен с возможностью приема излучения, отраженного от объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора.

[0077] В этом способе в качестве излучателя используют импульсный инфракрасный лазер.

[0078] В этом способе посредством инфракрасного лазера генерирует импульсы с частотой 10–100 импульсов в секунду.

[0079] В этом способе посредством инфракрасного лазера генерирует импульсы с частотой 30 импульсов в секунду.

[0080] В этом способе посредством излучателя испускают излучение конической формы, причем значение угла при вершине конуса составляет 20–30 град. угловых.

[0081] В этом способе TOF–сенсор размещают под верхней крышкой корпуса умной колонки под одним или несколькими отверстиями, выполненными в верхней крышке.

[0082] В этом способе TOF–сенсор размещают за одним или несколькими отверстиями, выполненными в боковой стенке умной колонки.

[0083] В этом способе используют линзу, установленную в одно или несколько отверстий в крышке корпуса между TOF–сенсором и крышкой умной колонки, при этом испускаемое излучение и регистрируемый сигнал проходят через линзу.

[0084] В этом способе линза обеспечивает дополнительное рассеивание излучения в 1–5 град. угловых.

[0085] В этом способе в качестве объекта используют часть тела пользователя, включая руку, ногу, голову или предмет в руке пользователя.

[0086] В этом способе в качестве блока памяти используют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

[0087] В этом способе в качестве блока памяти используют оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

[0088] В этом способе аудиоконтент выбирают из по меньшей мере одной ноты, МР3–файлов, аудиофайлов иных форматов, или набора звуков.

[0089] В этом способе аудиоконтент содержит звук, который выбирают из пентатонического звукоряда или гексатонического звукоряда.

[0090] В этом способе аудиоконтент содержит звук, который предварительно синтезируют по заранее заданным параметрам.

[0091] В этом способе предварительно задают рабочее расстояние TOF–сенсора, определяющее зону обнаружения TOF–сенсора и измеряемое от TOF–сенсора до границы зоны обнаружения TOF–сенсора, в зависимости от мощности источника излучения и величины помех в отраженном излучении равным, предпочтительно, от 60 до 150 см.

[0092] В этом способе испускаемое излучение и регистрируемый сигнал пропускают через линзу, размещенную между корпусом и TOF–сенсором для защиты от внешней среды.

[0093] В этом способе выполняют следующие этапы: – во время входа объекта в зону обнаружения TOF–сенсора выполняют ряд измерений расстояния от TOF–сенсора до объекта с получением ряда значений расстояний, и – для каждого значения расстояния из ряда значений расстояния определяют соответствующую этому значению область из упомянутого множества областей с получением ряда определенных областей–кандидатов, – определяют наиболее часто встречающуюся область (статистическую моду) в ряде областей–кандидатов, – принимают наиболее часто встречающуюся область в качестве той области из упомянутого множества областей, в которую вошел объект во время входа в зону обнаружения TOF–сенсора.

[0094] В этом способе с помощью процессора осуществляют управление громкостью умной колонки.

[0095] В этом способе умную колонку предварительно связывают посредством проводной или беспроводной связи с устройством изменения параметров воспроизведения аудиоконтента.

[0096] В этом способе параметром воспроизведения аудиоконтента является громкость воспроизведения аудиоконтента.

[0097] В этом способе используют дополнительную умную колонку, служащую устройством изменения параметров воспроизведения.

[0098] В этом способе с помощью процессора умной колонки дополнительно принимают сигнал от устройства изменения параметров воспроизведения аудиоконтента и изменяют параметры воспроизведения аудиоконтента при воспроизведении аудиоконтента блоком воспроизведения умной колонки.

[0099] В этом способе аудиоконтент загружают из сети интернет и сохраняют в блоке памяти.

[0100] В этом способе аудиоконтент синтезируют с помощью процессора по заранее заданным параметрам и сохраняют в блоке памяти.

[0101] В этом способе аудиоконтент получают посредством микрофона, содержащегося в умной колонке, и сохраняют в блоке памяти.

[0102] Другие варианты осуществления и возможные модификации станут очевидны специалистам в данной области после прочтения данного описания. Обращение в данной заявке к некоторому элементу в единственном числе не исключает варианта осуществления с множеством таких элементов. Обращение в данной заявке к некоторому элементу во множественном числе не исключает варианта осуществления с единственным таким элементом. Термины “содержит”, “включает в себя” указывают на открытый список, т.е. заявленный объект может содержать не только элементы, перечисленные с помощь таких терминов, но также и другие дополнительные элементы, которые явно не перечисляются. Исполняемые–компьютером инструкции для реализации любого действия, реализуемого умной колонкой (100) согласно настоящему раскрытию, могут быть записаны на считываемый компьютером носитель, и при загрузке этого носителя и исполнении этих инструкций компьютером или другим вычислительным устройством, компьютер или другое вычислительное устройство могут быть выполнены с возможностью реализации функциональности раскрытой в данном документе умной колонки (100).

[0103] Список позиционных обозначений

100 – Умная колонка

20 – Процессор

30 – TOF–сенсор

30.1 – Излучатель

30.2 – Приемник

40 – Корпус

40.1 – Верхняя крышка

40.2 – Отверстие(я)

40.3 – Нижняя крышка

50 – Линза

60 – Динамик(и)

70 – Блок памяти

200 – Облако

300 – Система

110 – Ведущая умная колонка

130 – Ведомая умная колонка

150 – Пользователь

115 – Зона обнаружения TOF–сенсора ведущей умной колонки

135 – Зона обнаружения TOF–сенсора ведомой умной колонки

120 – Правая рука пользователя

140 – Левая рука пользователя

105 – Проводной или беспроводной интерфейс

Claims

1. Умная колонка (100), содержащая процессор (20), отличающаяся тем, что дополнительно содержит TOF–сенсор (30), функционально соединенный с процессором (20) и выполненный с возможностью определения значения расстояния до объекта в зоне обнаружения и передачи определенного значения расстояния в процессор (20); при этом процессор (20) выполнен с возможностью: установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени; и управления функцией умной колонки (100) на основе установленного изменения расстояния до объекта.

2. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе среднеквадратического отклонения значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

3. Умная колонка (100) по п. 2, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если среднеквадратическое отклонение значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения среднеквадратического отклонения.

4. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе дисперсии значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

5. Умная колонка (100) по п. 4, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если дисперсия значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения дисперсии.

6. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, на основе разности максимального и минимального значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

7. Умная колонка (100) по п. 6, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, в случае если разность максимального и минимального значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, находится ниже предварительно заданного порогового значения разности.

8. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) выполнен с возможностью, в случае установления, что расстояние до объекта является по существу неизменным в течение заданного периода времени, определения значения расстояния до неподвижного объекта и сохранение его в блоке памяти умной колонки.

9. Умная колонка (100) по п. 8, в которой процессор (20) выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе среднего значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

10. Умная колонка (100) по п. 8, в которой процессор (20) выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе медианы значений расстояний до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

11. Умная колонка (100) по п. 8, в которой процессор (20) выполнен с возможностью определения значения расстояния до неподвижного объекта на основе моды значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени.

12. Умная колонка (100) по п. 8, в которой процессор (20) выполнен с возможностью, в случае если в блоке памяти уже содержится предыдущее значение расстояния до неподвижного объекта, отличающееся от определенного значения расстояния до неподвижного объекта, удаления из блока памяти предыдущего значения расстояния до неподвижного объекта и сохранения в блок памяти определенного значения расстояния до неподвижного объекта.

13. Умная колонка (100) по любому из пп. 1–12, в которой процессор (20) выполнен с возможностью игнорирования значений расстояния до объекта, полученных от TOF–сенсора, при упомянутом управлении функцией умной колонки в случае если упомянутые значения расстояния по существу равны значению расстояния до неподвижного объекта, сохраненному в блоке памяти умной колонки (100).

14. Умная колонка (100) по п. 13, в которой процессор (20) выполнен с возможностью устанавливать, что значения расстояния до объекта, полученные от TOF–сенсора, по существу равны значению расстояния до неподвижного объекта, сохраненному в блоке памяти умной колонки (100), в случае если эти значения до объекта отличаются от значения расстояния до неподвижного объекта, сохраненного в блоке памяти не более чем на предварительно заданную величину допустимого отклонения.

15. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) выполнен с возможностью устанавливать, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, регулярно, по получении от TOF–сенсора очередного значения расстояния до объекта.

16. Умная колонка (100) по п. 15, в которой процессор (20) выполнен с возможностью установления, является ли расстояние до объекта по существу неизменным в течение заданного периода времени, по получении от TOF–сенсора очередного значения расстояния до объекта на основе значений расстояния до объекта, определенных в течение заданного периода времени, включая упомянутое очередное значение расстояния до объекта.

17. Умная колонка (100) по п. 1, в которой TOF–сенсор (30) содержит излучатель (30.1) и приемник (30.2), причем излучатель (30.1) выполнен с возможностью обеспечения излучения в зоне обнаружения TOF–сенсора, а приемник (30.2) выполнен с возможностью приема излучения, отраженного от объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30),при этом обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение определяет расширяющуюся конусную форму зоны обнаружения TOF–сенсора (30) и является инфракрасным излучением.

18. Умная колонка (100) по п. 1, в которой TOF–сенсор (30) установлен за верхней крышкой (40.1) корпуса (40) умной колонки (100) напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в верхней крышке (40.1) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2).

19. Умная колонка (100) по п. 1, в которой TOF–сенсор (30) установлен за нижней крышкой (40.2) корпуса (40) умной колонки (100) напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в нижней крышке (40.3) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2).

20. Умная колонка (100) по п. 1, в которой TOF–сенсор (30) установлен напротив одного или нескольких отверстий (40.2) в боковой стенке (40.4) умной колонки (100) так, чтобы обеспечиваемое излучателем (30.1) излучение и принимаемое приемником (30.2) отраженное излучение проходило через упомянутое одно или несколько отверстий (40.2).

21. Умная колонка (100) по любому из пп. 18–20, дополнительно содержащая линзу (50), посаженную в одно или несколько отверстий (40.2) напротив TOF–сенсора (30), при этом линза (50) выполнена с возможностью дополнительного рассеивания обеспечиваемого излучателем (30.1) излучения в 1–5 град. угловых.

22. Умная колонка (100) по п. 1, в которой объектом в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора (30) остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, является препятствие.

23. Умная колонка (100) по п. 1, в которой объектом в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, является часть тела пользователя умной колонки.

24. Умная колонка (100) по п. 23, в которой частью тела пользователя является рука, нога, один или несколько пальцев, ладонь, голова.

25. Умная колонка (100) по п. 1, в которой объектом в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, является предмет, удерживаемый частью тела пользователя.

26. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция регулировки громкости мультимедийного контента, воспроизводимого умной колонкой.

27. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция регулировки громкости мультимедийного контента, воспроизводимого устройством, подключенным к умной колонке (100) по проводному интерфейсу.

28. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция регулировки громкости мультимедийного контента, воспроизводимого устройством, подключенным к умной колонке (100) по беспроводному интерфейсу.

29. Умная колонка (100) по любому из пп. 26–28, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью: изменения громкости в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, при этом каждому поддиапазону, в который попадает определяемое расстояние, соответствует свой собственный уровень громкости, при этом при перемещении объекта из одного поддиапазона в другой поддиапазон процессор (20), при изменении громкости, дополнительно выполнен с возможностью регулировки уровня громкости с уровня громкости упомянутого одного поддиапазона на уровень громкости упомянутого другого диапазона, при этом множество последовательно расположенных и смежных друг с другом поддиапазонов расстояния охватывают по существу всю зону обнаружения TOF–сенсора (30).

30. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки является функция изменения интенсивности света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по беспроводному интерфейсу.

31. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки является функция изменения интенсивности света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по проводному интерфейсу.

32. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция изменения цвета света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по беспроводному интерфейсу.

33. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция изменения цвета света одного или нескольких светильников, подключенных к умной колонке (100) по проводному интерфейсу.

34. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция управления элементом умного дома, подключенным к умной колонке (100) по беспроводному интерфейсу.

35. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция управления элементом умного дома, подключенным к умной колонке (100) по проводному интерфейсу.

36. Умная колонка (100) по любому из пп. 34, 35, в которой элементом умного дома является одно из жалюзи, кондиционера, одного или более светильников, включателя/выключателя, переключателя, диммера, бытового электроприбора.

37. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция навигации по контенту, отображаемому на устройстве отображения, подключенном к умной колонке (100) по беспроводному интерфейсу.

38. Умная колонка (100) по п. 1, в которой управляемой функцией умной колонки (100) является функция навигации по контенту, отображаемому на устройстве отображения, подключенном к умной колонке (100) по проводному интерфейсу.

39. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью выключения умной колонки (100) в случае обнаружения сокращения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до порогового значения или ниже.

40. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью выключения управляемой в настоящий момент функции умной колонки (100) в случае обнаружения сокращения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до порогового значения или ниже.

41. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью включения умной колонки (100) в случае обнаружения увеличения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до порогового значения или выше.

42. Умная колонка (100) по п. 1, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью включения последней управляемой функции умной колонки (100) до выключения в случае обнаружения увеличения определяемого TOF–сенсором (30) расстояния до объекта в зоне обнаружения до порогового значения или выше.

43. Умная колонка (100) по любому из пп. 37, 38, в которой функцией навигации по контенту является одна из вертикальной прокрутки, горизонтальной прокрутки, перехода на элемент контента вверх, перехода на элемент контента вниз, перехода на элемент контента влево, перехода на элемент контента вправо или выбора элемента.

44. Умная колонка (100) по п. 1, в которой заданный период времени составляет n секунд, где n представляет собой целое число больше 1.

45. Умная колонка (100) по п. 1, в которой заданный период времени определен количеством и частотой замеров расстояния TOF–сенсором (30).

46. Умная колонка (100) по п. 45, в которой TOF–сенсор (30) выполнен с возможностью определения расстояния до объекта в зоне обнаружения с частотой, составляющей 30 замеров в секунду.

47. Умная колонка (100) по п. 45, в которой TOF–сенсор (30) выполнен с возможностью определения расстояния до объекта в зоне обнаружения с частотой, находящейся в диапазоне 10–100 замеров в секунду.

48. Умная колонка (100) по п. 1, в которой умная колонка (100) выполнена с возможностью работы в режиме электронного музыкального инструмента для извлечения звуков в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени.

49. Умная колонка (100) по п. 48, дополнительно содержащая один или несколько динамиков (60), функционально соединенных с процессором (20) и выполненных с возможностью воспроизведения выбираемых звуков, при этом при работе умной колонки в режиме электронного музыкального инструмента процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью: выбора звука из множества звуков в зависимости от определяемого расстояния до объекта в зоне обнаружения TOF–сенсора (30), в отношении которого установлено, что определенное расстояние от данного объекта до TOF–сенсора (30) не остается по существу неизменным в течение заданного периода времени, при этом каждому поддиапазону расстояния соответствует свой собственный звук, и воспроизведения выбранного звука через один или несколько динамиков.

50. Умная колонка (100) по п. 49, в которой при перемещении объекта из одного поддиапазона в другой поддиапазон процессор дополнительно выполнен с возможностью сведения воспроизводимого звука упомянутого одного поддиапазона со звуком упомянутого другого диапазона.

51. Умная колонка (100) по п. 50, при этом сведение содержит плавный переход.

52. Умная колонка (100) по п. 50, при этом сведение содержит резкое переключение.

53. Умная колонка (100) по п. 49, в которой при выборе звука процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью:

извлечения аудиофайла из блока памяти (70), дополнительно содержащегося в умной колонке (100).

54. Умная колонка (100) по п. 49, в которой при выборе звука процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью:

извлечения аудиофайла из облака (200), с которым умная колонка (100) соединена по Интернету.

55. Умная колонка (100) по п. 49, в которой при выборе звука процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью синтеза звука по заранее определенным параметрам.

56. Умная колонка (100) по любому из пп. 53, 54, при этом каждый аудиофайл содержит аудиосемпл, содержащий звук из множества звуков, состоящего из звуков музыкальных инструментов, звуков природы, звуков животных, звуков предметов, звуков человеческой речи и звуков из пентатонического звукоряда или гексатонического звукоряда.

57. Умная колонка (100) по п. 49, в которой процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью воспроизведения музыкальной композиции в качестве фоновой музыки при воспроизведении выбираемого звука(ов).

58. Умная колонка (100) по п. 57, в которой воспроизводимая музыкальная композиция хранится в блоке памяти (70).

59. Умная колонка (100) по п. 57, в которой воспроизводимая музыкальная композиция загружается по Интернету из облака (200) и воспроизводится в режиме реального времени.

60. Умная колонка (100) по п. 48, в которой при работе в режиме электронного музыкального инструмента процессор (20) дополнительно выполнен с возможностью осуществления фильтрации определяемых значений расстояния по моде для исключения из обработки кратковременного выброса определяемых значений расстояния.