一種基于位置索引的選中系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法利用新型的位置索引范圍確定技術與選中操作配合，在不需要確定終端設備確切位置的情況下實現(xiàn)對參考物體的選中。降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的成本和難度、便于系統(tǒng)的安裝，由于不需要給終端設備增加任何外設裝置，便于向現(xiàn)有的移動終端平臺普及。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術通常涉及一種基于位置索引的選中物體的系統(tǒng)和方法。本專利技術不依賴于聲標信號到達各接收機設備的準確時刻來實現(xiàn)終端設備隸屬范圍的確定，不依賴于確定的終端設備的位置，也不依賴于通過終端設備的確定位置和指向來確認要選中物體。
技術介紹
有關技木 在消費電子領域用于選中遠距離物體的技術是很常見的，諸如，在具有廣闊市場前景的家用電子領域很多家電設備都配備有專用的紅外遙控便于用戶控制對應的家電設備，用戶通過遙控器可以調整家電設備的開關狀態(tài)或對家電設備的工作模式進行設定。另外，還存在一些公知的選中物體獲取相關信息的技術，諸如通過掃描槍指向條形碼實現(xiàn)對條形碼信息的掃描。甚至也有通過在戶外布置大面積廣告，提供二維碼以供人們遠距離使用手機掃描，人們從而獲得對應的詳細介紹信息或者對應的網(wǎng)絡鏈接信息。但是這樣通過的不同的遙控器控制不同的設備、通過手機圖像捕捉獲取二維碼的信息。這樣無論是在適用性上來講，還是從操作的角度來講都不是經(jīng)濟的、簡單的。聲源定位技術 在本專利技術的方法中，使用了新型的基于聲波的位置范圍確定技術，但是這種位置范圍確定方法雖然采用了聲波作為載體，但不存在現(xiàn)有聲源定位技術的依賴，具備了現(xiàn)有聲波定位技術沒有的優(yōu)點，同樣也存在多個位置解的這樣的缺點，但是從隨后的描述中，對于我們這個選中系統(tǒng)而言這種缺點被巧妙的克服。本專利技術的新型的基于聲波的位置范圍確定技術的技術方案與選中物體的方法兩者相成相輔，利用了以前定位技術沒有采用的原理和特點實現(xiàn)了本選中系統(tǒng)，降低了實現(xiàn)的難度和成本。在本領域公知的基于聲波確定位置或范圍的各種技術，這些技術有時稱為聲源定位技術。柯昆提供了對聲源定位技術的發(fā)展的一些總結。柯昆，聲源定位技術，碩士論文，西安電子科技大學，2010.1 基于可控波束形成的源定位 基于可控波束形成技術的聲源定位方法是出現(xiàn)較早且已應用于實際的一種定位方法，該方法的基本思想是對麥克風陣列所采集到的聲源信號濾波并加權求和來形成波束，然后通過搜索聲源可能的位置來引導波束，得到使波束有最大輸出功率的方位即為聲源的方位。這樣的定位技術的示例包括由，汪祖民等公開的(CN103630872A)、盧奐采等公開的(CN102901950)。本領域當前普遍理解的方式用于可控波束形成檢測聲源方位的以及其改進的方法的聲源定位系統(tǒng)、王智等公開的(CN102749614A) “一種基于靜態(tài)聲源輔助的聲陣列網(wǎng)絡自定位方法”。以及基于可控波束形成技術發(fā)展起來的新的定位技術和方法，比如由宋濤等公開的(CN102866385A) “一種基于球麥克風陣列的多聲源定位方法”。基于時延估計的源定位通過捕獲聲標信號到達各聲傳感器的時間差，并結合空氣聲速得到剩余距各個聲傳感器的聲程差，然后就可以算出目標的方位角。兩組聲傳感器僅能計算出二維區(qū)間內目標的方向角，配合多組聲傳感器可以計算出目標的空間坐標。采用這種時差定位的專利有:張?zhí)m等公開的(CN103645462) “一種聲波定位方法和終端”、崔瑋瑋等公開的(CN1952684A)“利用麥克風定位聲源的方法和裝置”、楊鵬等公開的(CN103064061A) “三維空間聲源定位方法”、毛彥杰等公開的(CN101295015A) “聲源定位系統(tǒng)及聲源定位方法”、范京等公開的(CN1020332233A) “使用麥克風陣列對聲源定位的方法”、楊毅等公開的(CN102103200A)“一種分布式非同步聲傳感器的聲源空間定位方法”、孫濤公開的(CN103841357A) “基于視頻跟蹤的麥克風陣列聲源定位方法、裝置及系統(tǒng)”、彭迎標等公開的(CN102854494A) “一種聲源定位方法及裝置”、劉海亮等公開的(CN102411139A) “一種室內聲源智能定位方法”、L.董等公開的(CN102149329A)用于聲源定位的方法和系統(tǒng)。其中孫濤公開的開的(CN103841357A) “基于視頻跟蹤的麥克風陣列聲源定位方法、裝置及系統(tǒng)”雖然專利名中包含“麥克風陣列”，但根據(jù)該專利的權利要求1中所述的:“統(tǒng)計麥克風陣列中多個麥克風獲取當前語音的時間差信息”可知該專利也是通過時間差來實現(xiàn)對聲源的定位的。另外其中由范京等公開的(CN102033223A) “使用麥克風陣列的聲源定位的方法”同樣也是采用時間差來實現(xiàn)的。據(jù)專利技術者所知上述專利采用的都是通過每個接收機準確的捕獲聲波信號到達的準確時刻，間接的獲取時間差來實現(xiàn)定位的。為了準確地捕捉到聲波信號的到達時刻，接收機需要具備響應及時的聲傳感器還需要復雜的算法對聲波信號到達接收機時刻的采集到的信號的特征進行提取從而進行精確的劃分。而且如果因為噪聲干擾在本輪的定位操作中接收機沒有正確捕捉到聲波信號到達時刻，那么就意味本輪定位的失敗(除非有多余的接收機作為替補接收機，并且恰巧沒有受到噪聲干擾而正確地捕捉到了聲波信號的到達時刻)，就需要再次發(fā)起新的一輪的定位操作，降低定位的效率。容易與本專利位置索引確定部分混淆的專利 由凌陽科技股份有限公司公開的(CN1808171A)“聲源定位裝置及其方法及采用該裝置電子設備”中的權利要求1中提到:“聲源相位處理器，用于比較前述多個信號預處理電路產生的電平信號之間的相位差，得到外部聲源方位”似乎與本專利的權利要求2沖突，但是其實不然。從實現(xiàn)的角度來看，由該專利的圖5可以看到，該專利所謂的“相位”只不過是以一標準時刻為起點的延時時間長度的另一種描述罷了，歸根到底該專利采用其實還是時間差(該專利技術的圖10的流程圖也能說明這一點)。根據(jù)專利法的規(guī)定，專利的權利要求書必須以專利說明書為依據(jù)，在上述專利的專利說明書中并不能找到與本專利技術相似或相同的相位方法，上述專利說明書中對相位的說明更是對時差的另一種指代，并沒有暗示其為接收到的波形的真正的相位差(比如聲波經(jīng)由拾音器轉換后的正弦波)。上述專利的“相位”僅僅是時差概念對詞語“相位”的一種借用描述罷了。所以上述專利的相位概念與本專利技術專利的相位概念并不存在法律上的等效，從嚴格的法律意義的角度來講兩者是完全不同的概念。本專利技術限定參照接收機設備距離其他接收機設備之間的距離d不大于終端設備發(fā)出的聲標信號的最小波長L的兩倍，從數(shù)學上可以證明，本專利技術的方法可以通過兩個接收機設備接收到聲標信號的相位差從而唯一地確定聲源距離兩個接收機的距離差，進而得到終端設備可能存在的雙葉雙曲面的唯一數(shù)學描述。所以本專利技術的方法只需要在各接收機穩(wěn)定接收信號時捕捉其他接收機設備接收波形相對于參照接收機的相位差，不需要復雜識別算法來準確地識別聲波到達的時刻來獲得時差。前文所引述的各專利技術不同，前文所引述的各專利技術并沒有說明或者暗示以接收機為參照接收機，參照接收機距離其他接收機的距離d不超過聲源發(fā)出聲信號的最小波長L的兩倍。因為它們沒有依賴于參照接收機設備距離其他設備的距離d小于聲源發(fā)出聲標信號的最小波長L這一點，所以引述的各專利技術從數(shù)學原理上來講是不可能通過在接收聲標信號穩(wěn)定時兩個接收機設備接收到波形的相位差來唯一確定聲源所在的雙曲面的，引述的各專利技術只能通過復雜的軟硬件解決方案捕捉聲源信號的到達各接收機設備的時差，來能唯一地確定距離差，并最終確定聲源所在的雙葉雙曲面。就專利技術者所知，現(xiàn)有技術的聲源定位和追蹤要么依賴于可控波束的源定位，要么依賴本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種基于位置索引的選中系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：至少一個終端設備；所述至少一個終端設備的各終端設備位于系統(tǒng)內任意位置并發(fā)射波長最小為L聲標信號；所述至少一個終端設備的各終端設備集成方向向量識別裝置用于識別終端設備的方向向量；以及至少一個參考物體；所述至少一個參考物體各參考物體的位置的空間坐標已知；以及至少三個接收機設備；所述接收機設備之間的位置關系存在至少兩個特征；在采用三個接收機設備確定終端設備的線位置索引范圍的情況下：接收機設備的第一接收機設備、第二接收機設備和第三接收機設備分別位于第一位置、第二位置和第三位置，接收機設備區(qū)分所述聲標信號的至少兩個特征，所述選中系統(tǒng)利用所述聲標信號的至少兩個特征、接收到的聲標信號波長和各接收機設備的位置求解數(shù)學模型并結合應用環(huán)境幾何尺寸限制得到所述終端設備的線位置索引范圍；在采用四個接收機設備確定終端設備的點位置索引范圍的情況下：接收機設備的第一接收機設備、第二接收機設備、第三接收機設備和第四接收機設備分為位于第一位置、第二位置、第三位置和第四位置，接收機設備區(qū)分所述聲標信號的至少三個特征，所述選中系統(tǒng)利用所述聲標信號的至少三個特征、接收到的聲標信號波長和各接收機設備的位置求解數(shù)學模型并結合應用環(huán)境幾何尺寸限制得到所述終端設備的點位置索引范圍；所述選中系統(tǒng)利用所述終端設備的位置索引范圍、所述方向向量的反方向向量、各參考物體的位置已知空間坐標實現(xiàn)所述選中。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周祥宇，馬俊修，魏東，
申請(專利權)人：周祥宇，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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