[发明专利]一种基于声场定位的现实模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于声场定位的现实模拟方法，声场由设置在空间周围的多个扬声器共同构建；受体通过没置不同的传感器分别侦测声场中的声波信号，从而模拟出一个特定的虚拟声源，并确定虚拟声源的方位；通过算法进行映射，在受体上确定一个与虚拟声源的方位相对应的反馈位置；再在反馈位置对受体执行相应的反馈动作。采用以上技术方案的基于声场定位的现实模拟方法，对声场中的声波信号进行解析和逆向拟合，通过反向声学成像技术确定虚拟声源及其方位，并针对虚拟声源的方位在相应的反馈位置执行反馈动作，对受体进行刺激，从而增加现实代入感。

技术领域

本发明涉及显示模拟与反馈的方法，特别涉及一种基于声场定位的现实模拟方法。

背景技术

声学成像(acoustic imaging)是基于传声器阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图－声像图，其中以图像的颜色和亮度代表声音的强弱。

声成像的研究开始于20世纪20年代末期。最早使用的方法是液面形变法。随后，很多种声成像方法相继出现，至70年代已形成一些较为成熟的方法，并有了大量的商品化产品。声成像方法可分为主动声成像、扫描声成像和声全息。

由于很多声检测器均能记录声波的幅度和相位，并将其转换成相应的电信号，记录换能器阵列各单元接收信号的幅度和相位，即可重现物体声像。

目前随着虚拟现实技术的发展，出现了很多智能的穿戴设备。通过投影眼镜或者显示屏可以将虚拟的物体投射于现实的影像中。但是这些装置一般缺少相应的反馈动作，佩戴者的代入感不强，难以形成较好的沉浸式虚拟现实体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于声场定位的现实模拟方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于声场定位的现实模拟方法，声场由设置在空间周围的多个扬声器共同构建；

受体通过没置不同的传感器分别侦测声场中的声波信号，从而模拟出一个特定的虚拟声源，并确定虚拟声源的方位；

通过算法进行映射，在受体上确定一个与虚拟声源的方位相对应的反馈位置；

再在反馈位置对受体执行相应的反馈动作。

在一些实施方式中，多个传感器构成一个三维传感器阵列。

优选地，三维传感器阵列包括至少三组分别没置在不同的维度上的传感器组，每个传感器组均由两个间隔一定距离的传感器组成。

最优地，每一组的两个传感器之间的距离为14～22cm。14～22cm大约是3000-5000Hz声波波长的一半，能够形成较大的相位差，由此传感器组能够对3000-5000Hz的声波进行很好的定位。

在一些实施方式中，，传感器组分别输出与声波信号在相应的维度上的声强差、时间差以及波形相位差相对应的传感信号至一个中央处理器，中央处理器对三组传感器组输出的传感信号进行比较和反向拟合，进而通过声学成像技术确定虚拟声源与受体相对应的相对坐标。

进一步地，中央处理器将三组传感器组中每组两个传感器之间的中轴线进行向反向延长，再拟合为一个点，作为受体坐标点。

再进一步地，通过虚拟声源的相对坐标以及受体坐标点获得虚拟声源的坐标点。

在一些实施方式中，受体通过多个动作执行装置组成的反馈阵列执行相应的反馈动作。

进一步地，受体表面具有反馈层，反馈阵列沿反馈层分布。

进一步地，受体的坐标点与虚拟声源的坐标点之间连线与反馈层之间的交点即为与虚拟声源相对应的反馈位置。