[发明专利]一种基于声音传感器的测距方法及系统

摘要

本发明涉及一种基于声音传感器的测距方法及系统，所述方法包括测距服务器生成参与测距的多个移动终端中每个移动终端录制音频起始时间，每个移动终端播放Beep的播放起始时间和播放时间长度，每个移动终端根据测距服务器所生成的播放起始时间和播放时间长度来播放Beep信号，多个移动终端中的每个移动终端分别录制各自的音频文件；读取录制好的原始音频文件，得到原始音频数据，对原始音频数据进行噪声去除；基于去除噪声的原始音频数据，确定Beep区间；所述每个移动终端的音频文件具有多个Beep信号，对每个音频文件进行多次循环计算，每次计算出一个Beep信号的起始位置；根据计算得到的Beep信号起始位置，计算多个移动终端中每个移动终端之间的实际距离。

主权项

一种基于声音传感器的测距方法，所述方法适用于多个移动终端之间的距离测量，所述方法包括以下步骤：(1)测距服务器生成参与测距的多个移动终端中每个移动终端录制音频起始时间，每个移动终端播放Beep的播放起始时间和播放时间长度，将所述录制音频起始时间、播放起始时间和播放时间长度发送给相应的移动终端，每个移动终端利用麦克风在录制音频起始时间开始录制音频文件，并且每个移动终端根据测距服务器所生成的播放起始时间和播放时间长度，利用扬声器在各自的播放起始时间并且按照播放时间长度播放Beep信号，多个移动终端中的每个移动终端分别录制各自的音频文件，每个移动终端都将各自的音频文件发送给测距服务器；(2)测距服务器读取录制好的音频文件，得到原始音频数据，对原始音频数据进行噪声去除；(3)测距服务器基于去除噪声的原始音频数据，确定Beep区间；(4)测距服务器对每个音频文件进行多次循环计算，每次计算出一个Beep信号的起始位置，其中所述多个移动终端中的每个移动终端各自的音频文件中具有多个Beep信号；(5)测距服务器根据计算得到的Beep信号起始位置，使用下述公式计算多个移动终端中每个移动终端之间的实际距离：D=c2×((tAB-tAA)-(tBB-tBA))+12(dB,B+dA,A)]]>其中，D为A移动终端和B移动终端之间的距离，c表示声音在空气中的传播速率，tAB表示移动终端A接收到移动终端B发送声音的时间点，并且tBA表示移动终端B接收到移动终端A发送声音的时间点；其中dA,A表示移动终端A的扬声器和麦克风之间的距离，tAA表示Beep信号从移动终端A扬声器传播到自身的麦克风的传播时间；dB,B表示移动终端B的扬声器和麦克风之间的距离，tBB表示Beep信号从移动终端B扬声器传播到自身的麦克风的传播时间；其中所述读取录制好的原始音频文件，得到原始音频数据，对原始音频数据进行噪声去除包括：2a)使用带通滤波器对原始音频数据进行滤波，保留频率范围在[fbeep‑1000Hz,fbeep+1000Hz]内的音频数据，去除频率范围在[fbeep‑1000Hz,fbeep+1000Hz]之外的音频数据，其中使用S表示经过带通滤波器的音频数据，其中音频数据S由多个连续波形构成，fbeep代表Beep信号的频率；2b)提取音频数据S中每个波形的波峰所对应的样本点的值，将所述样本点的值存储于Sw中，其中Sw代表S中所有波峰对应的样本点的值的集合；2c)计算Sw中Plast个样本点的值的平均值meanlast，其中Plast代表Sw中从Sw尾端到头端方向上选取的Plast个样本点的个数，其中meanlast代表Plast个样本点值的平均值；2d)对于Sw中的所有样本点的值，如果两个相邻样本点的值都大于meanlast，则属于同一个音频区间，并且对所有的音频区间，如果两个相邻音频区间的间隔小于Binterval，则将两个相邻音频区间合并成一个音频区间，从而得到Sfblock，其中Binterval为阈值，Sfblock为合并后的音频区间集合；2e)对进行快速傅里叶FFT变换，得到频域上表示的音频区间将分为Sother或者Sbeep，其中i是Sfblock中第i个音频区间的编号，分别是Sfblock中第i个音频区间在时域和频域上的表示，n为Sfblock中音频区间的数量，Sother代表噪声区间，Sbeep代表Beep区间；2f)对于进行下述标准化处理：ot=ot×Enoiceojt=1,2,...,mj=Max(oj)oj∈Sotheriandj=1,2,...,m]]>其中，代表Sother中的第i个噪声区间，b代表Sother中噪声区间的数量，m代表中样本点的数量，ot代表第t个样本点的值，Max(oj)代表值最大的样本点位置，Enoice代表环境中噪声的样本点值。