[發明專利]一種相控多聲道聲波定向發射方法及系統

在審

• 申請號: 202011128604.6
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112216266A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 傅建玲
• 申請（專利權）人: 傅建玲
• 主分類號: G10K11/34
• 分類號: G10K11/34;H04B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種相控多聲道聲波定向發射方法及系統，通過人機交互模塊或外部信息接收模塊接收虛擬目標信息，并傳送給目標檢測模塊，目標檢測模塊檢測環境中是否存在實際目標，并進一步檢測目標類型、目標數量以及各個目標的空間位置，將需要發射的音頻信號經過音效變換傳送給調制模塊，調制模塊使用經過音效換號的音頻信號對超聲載波信號進行調制再傳送給發射控制模塊，發射控制模塊根據目標數量以及各個目標的空間位置將發射陣列劃分為對應各個目標的子陣列，并根據相位控制方法計算子陣列中每個超聲波發射器需要的發射延時，經過發射延時后，調制好的超聲載波信號通過發射子陣列中的各個超聲波發射器發射。

技術領域

本發明涉及消費電子技術領域，尤其涉及一種相控多聲道聲波定向發射方法及系統。

背景技術

日常工作和生活中，人們在收聽特定聲音時需要減少噪音的干擾，同時在需要保證收聽聲音時的私密性。目前，人們一般通過佩戴耳機解決上述問題，但無論是入耳式耳機還是耳罩式耳機，長時間佩戴都會導致耳朵疲勞，而且由于耳機自身結構重量以及耳機電源線和音頻線纏繞，使得佩戴耳機時頭部運動不方便。現有技術中存在一種定向發射音響，其發出的聲音能夠定向傳播，只有當用戶處于音響發射路徑時，才能聽到聲音。為了讓用戶聽到聲音，需要使用自動化機械裝置調整定向發射音響始終指向用戶，自動化機械裝置使得該定向傳聲音響難以小型化，不能快速改變發射方向，而且同一時間只能向一個方向發射。還存在一種改進型定向發射音響設備，這種設備通過改變超聲發射陣列中每個超聲波發射器的相位，使得每個超聲波發射器發射的超聲波具有一定規律的相位差，從而改變由超聲發射陣列整體發射的超聲波的方向。該設備在改變超聲波方向時不需要對超聲波發射陣列做機械轉動，但同一時刻只能向一個方向發射，不能實現同時向不同方向傳輸不同的超聲波，無法實現多聲道。

發明內容

本發明針對上述現有技術設備存在的問題，提供一種簡單可靠，通用性好，能夠不用對超聲波陣列進行機械旋轉就能實現同時向多個目標的發射不同經過音效處理的聲波的相控聲波定向發射方法及系統。

為了解決上述現有技術設備存在的問題，本發明采用一下技術方案：

一種相控聲波定向發射方法，具體實施步驟為：

步驟1）首先檢測人機交互模塊或外部信息接收模塊中是否存在虛擬目標信息，則將虛擬目標信息傳入目標檢測模塊中，該信息包含：虛擬目標類型，虛擬目標數量以及各個虛擬目標的空間位置。

步驟2）目標檢測模塊接收虛擬目標信息，然后使用目標檢測模塊中的傳感器探測周圍環境，并根據周圍環境探測數據，結合目標檢測算法，檢測周圍是否存在目標，若存在則進一步檢測目標信息，目標信息包含：目標類型、目標數量N以及各個目標空間位置(P₁~P_N)，(P₁~P_N)表示N個實際目標的空間位置；最后將虛擬目標信息和實際目標信息一并將這些結果發送給發射控制模塊。

步驟3）當目標檢測模塊將接收到的虛擬目標或檢測到實際目標后，使用超聲載波生成模塊產生頻率可調的超聲載波信號。

步驟4）接收人機交互模塊或外部信息接收模塊中音效設置信息，根據音效設置中對N個目標（包含虛擬目標和實際目標）對音效的不同要求，將需要傳送給N路目標的音頻信號使用音效處理模塊進行處理，在音效處理模塊中，將N路目標的音頻信號中的每一路音頻信號中的構成該音頻信號的不同的頻率的正弦信號分量的振幅大小和移相進行獨立的調整或者改變一路音頻信號中的某些正弦信號分量的頻率，再將調整后N路音頻信號傳送給調制模塊。

步驟5）在超聲載波信號生成后，使用需要傳送給N個目標的N路經過音效處理的音頻信號對超聲載波信號進行調制，得到N路超聲調制信號。