[發明專利]一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤

有效

• 申請號: 201310373467.6
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103440042A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 李一博;羅靈;孫曉菡;趙穎;唐建功;霍紅偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F3/02
• 分類號: G06F3/02;G06F3/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，包括：核心設備，其特征在于，所述核心設備內設置有至少三個聲傳感器，

所述核心設備放置在預設平面內，且與預設平面相接觸；所述聲傳感器在同一個平面內，且所有所述聲傳感器不在同一直線上，相互之間存在一定間距；所述聲傳感器所感應到的區域為鍵盤區域；

所述核心設備通過多路數字信號對敲擊點進行定位，獲取敲擊點位置；所述核心設備選取至少2個位置點進行連續敲擊，將2個位置點作為鍵盤頂角的鍵，并對按鍵進行擴展確定整個鍵盤模型，實現對所述鍵盤模型的標定，在所述預設平面上形成利用聲音控制的虛擬鍵盤，所述核心設備將敲擊點對應的按鍵值傳入鍵盤緩沖區，實現鍵盤功能。

2.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述核心設備包括：依次電連接的信號采集單元、信號調理單元、A/D轉換器和中央處理單元，

所有聲傳感器同步采集在所述鍵盤區域敲擊所產生的聲音信號，所述信號采集單元在預設采樣頻率范圍內采集各路聲音信號的波形，并傳入所述信號調理單元；所述信號調理單元對各路聲音信號的波形進行平移和放大，并根據噪聲頻段對平移放大后的信號進行濾波，獲取多路模擬信號，并通過所述A/D轉換器轉換成所述多路數字信號，并傳輸至所述中央處理單元。

3.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述預設平面為建立虛擬鍵盤的平面。

4.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述預設平面為任意材料的平面。

5.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述核心設備為便攜設備、小型設備、適用于特殊環境的設備、以及不便于實現全尺寸鍵盤操作的儀器和設備。

6.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，當手位偏離鍵盤模型的基準按鍵時，所述核心設備對所述鍵盤模型進行重新標定。

7.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述鍵盤模型不顯示按鍵。

8.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述核心設備通過多路數字信號對敲擊點進行定位，獲取敲擊點位置具體為：

以每兩個聲傳感器為焦點確定一個雙曲線，焦點F1、F2分別表示兩聲傳感器，雙曲線兩頂點之間的距離2a表示聲源分別到兩聲傳感器的距離差，兩聲傳感器間距為2c，通過聯立雙曲線方程獲取敲擊點的位置。

9.根據權利要求1所述的一種基于聲定位技術的虛擬鍵盤，其特征在于，所述核心設備通過多路數字信號對敲擊點進行定位，獲取敲擊點位置具體為：

聲傳感器所圍區域的中心O（0,0）為基準點，將基準點與任一聲傳感器連線所在的直線定義為基準線，取基準線上的一個聲傳感器定義為基準聲傳感器，基準聲傳感器對應的那路數字信號為基準數字信號，其他聲傳感器與基準傳感器的夾角為γ_i，聲傳感器所圍區域的孔徑為a/2，聲速為c，敲擊點與基準點的連線與基準線的夾角為Δθ，通過聯立直線方程獲取敲擊點的位置。