[發明專利]基于Kinect的聲波測速實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 201710768642.X
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107703502A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王德昌;潘宇
• 申請（專利權）人: 安徽信息工程學院
• 主分類號: G01S11/14
• 分類號: G01S11/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 鄒飛艷,張苗

技術領域

本發明涉及利用聲波測速的領域，具體地，涉及基于Kinect的聲波測速實驗裝置及其實驗方法。

背景技術

目前，現有的用于聲波測速的方法主要是利用雷達測速儀來檢測出物體的移動速度。測速雷達主要系利用多普勒效應原理：當目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發射機頻率；反之，當目標遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發射機率。如此即可借由頻率的改變數值，計算出目標與雷達的相對速度。

然而，上述演示方法有如下缺陷：

一、由于實驗室內的空間有限，物體難以大幅度運動，并且雷達測速儀在狹小空間內難以發揮其最佳性能，導致測得數據不準確，測得速度有誤差。

二、雷達測速儀目前主要用于戶外車輛行駛等的測速。若要進行實驗操作，則需要進行戶外實驗對車輛測速，增大了安全隱患。

三、雷達測速儀把所有模塊都集成于一個儀器中，實驗結果僅為速度值。難以真正理解其實驗過程、實驗原理，達不到教學效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于Kinect的聲波測速實驗裝置及其實驗方法，該基于Kinect的聲波測速實驗裝置及其實驗方法克服了現有技術中測速的問題，實現了有限空間的試驗測速。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于Kinect的聲波測速實驗裝置，該基于Kinect的聲波測速實驗裝置包括：Kinect設備和安裝Kinect設備運行環境的計算機，所述Kinect設備朝向發聲裝置，以采集所述發聲裝置的聲音頻率數據；所述發聲裝置沿直線方向靠近或遠離所述Kinect設備；所述安裝Kinect設備運行環境的計算機連接于所述Kinect設備，以根據采集到的聲音頻率數據的變化得到所述發聲裝置的運動速度。

優選地，所述Kinect設備設置于所述發聲裝置的正前方，且在同一水平線上。

優選地，在靜止狀態下，所述Kinect設備和所述發生裝置之間的距離為0.5m-0.7m。

本發明還提供一種基于Kinect的聲波測速試驗方法，該基于Kinect的聲波測速試驗方法包括：

步驟1，在計算機上連接有一臺Kinect設備，在所述計算機中安裝Kinect設備所需要的運行環境；

步驟2，啟動發聲裝置使所述發聲裝置發出固定頻率的聲音，并讓所述發聲裝置做前后直線運動；

步驟3，通過Kinect設備采集發聲裝置的聲音頻率數據；

步驟4，通過聲音頻率數據的變化情況計算并顯示出所述發聲裝置的實時運動速度。

優選地，所述Kinect設備設置于所述發聲裝置的正前方，且所述發聲裝置沿所述直線方向靠近或遠離所述Kinect設備。

優選地，在步驟3和步驟4之間還包括：顯示所述發聲裝置聲音頻率波形。

通過上述技術方案，該實驗裝置結構簡單、方便操作、效果直觀，便于在有限空間內進行實驗。本發明所提供的裝置可以在室內實驗室有限空間內進行聲波測速，并且又可以讓用戶真正理解其實驗過程、實驗原理。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明在一種優選實施方式下基于Kinect的聲波測速實驗裝置的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供一種基于Kinect的聲波測速實驗裝置，該基于Kinect的聲波測速實驗裝置包括：Kinect設備和安裝Kinect設備運行環境的計算機，所述Kinect設備朝向發聲裝置，以采集所述發聲裝置的聲音頻率數據；所述發聲裝置沿直線方向靠近或遠離所述Kinect設備；所述安裝Kinect設備運行環境的計算機連接于所述Kinect設備，以根據采集到的聲音頻率數據的變化得到所述發聲裝置的運動速度。

通過上述技術方案，該實驗裝置結構簡單、方便操作、效果直觀，便于在有限空間內進行實驗。本發明所提供的裝置可以在室內實驗室有限空間內進行聲波測速，并且又可以讓用戶真正理解其實驗過程、實驗原理。

在本發明的一種具體實施方式中，為了實現同一方向的運動，使得測速更加的準確，所述Kinect設備設置于所述發聲裝置的正前方，且在同一水平線上。