[发明专利]一种相控多声道声波定向发射方法及系统

说明书

一种相控多声道声波定向发射方法及系统，通过人机交互模块或外部信息接收模块接收虚拟目标信息，并传送给目标检测模块，目标检测模块检测环境中是否存在实际目标，并进一步检测目标类型、目标数量以及各个目标的空间位置，将需要发射的音频信号经过音效变换传送给调制模块，调制模块使用经过音效换号的音频信号对超声载波信号进行调制再传送给发射控制模块，发射控制模块根据目标数量以及各个目标的空间位置将发射阵列划分为对应各个目标的子阵列，并根据相位控制方法计算子阵列中每个超声波发射器需要的发射延时，经过发射延时后，调制好的超声载波信号通过发射子阵列中的各个超声波发射器发射。

技术领域

本发明涉及消费电子技术领域，尤其涉及一种相控多声道声波定向发射方法及系统。

背景技术

日常工作和生活中，人们在收听特定声音时需要减少噪音的干扰，同时在需要保证收听声音时的私密性。目前，人们一般通过佩戴耳机解决上述问题，但无论是入耳式耳机还是耳罩式耳机，长时间佩戴都会导致耳朵疲劳，而且由于耳机自身结构重量以及耳机电源线和音频线缠绕，使得佩戴耳机时头部运动不方便。现有技术中存在一种定向发射音响，其发出的声音能够定向传播，只有当用户处于音响发射路径时，才能听到声音。为了让用户听到声音，需要使用自动化机械装置调整定向发射音响始终指向用户，自动化机械装置使得该定向传声音响难以小型化，不能快速改变发射方向，而且同一时间只能向一个方向发射。还存在一种改进型定向发射音响设备，这种设备通过改变超声发射阵列中每个超声波发射器的相位，使得每个超声波发射器发射的超声波具有一定规律的相位差，从而改变由超声发射阵列整体发射的超声波的方向。该设备在改变超声波方向时不需要对超声波发射阵列做机械转动，但同一时刻只能向一个方向发射，不能实现同时向不同方向传输不同的超声波，无法实现多声道。

发明内容

本发明针对上述现有技术设备存在的问题，提供一种简单可靠，通用性好，能够不用对超声波阵列进行机械旋转就能实现同时向多个目标的发射不同经过音效处理的声波的相控声波定向发射方法及系统。

为了解决上述现有技术设备存在的问题，本发明采用一下技术方案：

一种相控声波定向发射方法，具体实施步骤为：

步骤1）首先检测人机交互模块或外部信息接收模块中是否存在虚拟目标信息，则将虚拟目标信息传入目标检测模块中，该信息包含：虚拟目标类型，虚拟目标数量以及各个虚拟目标的空间位置。

步骤2）目标检测模块接收虚拟目标信息，然后使用目标检测模块中的传感器探测周围环境，并根据周围环境探测数据，结合目标检测算法，检测周围是否存在目标，若存在则进一步检测目标信息，目标信息包含：目标类型、目标数量N以及各个目标空间位置(P₁~P_N)，(P₁~P_N)表示N个实际目标的空间位置；最后将虚拟目标信息和实际目标信息一并将这些结果发送给发射控制模块。

步骤3）当目标检测模块将接收到的虚拟目标或检测到实际目标后，使用超声载波生成模块产生频率可调的超声载波信号。

步骤4）接收人机交互模块或外部信息接收模块中音效设置信息，根据音效设置中对N个目标（包含虚拟目标和实际目标）对音效的不同要求，将需要传送给N路目标的音频信号使用音效处理模块进行处理，在音效处理模块中，将N路目标的音频信号中的每一路音频信号中的构成该音频信号的不同的频率的正弦信号分量的振幅大小和移相进行独立的调整或者改变一路音频信号中的某些正弦信号分量的频率，再将调整后N路音频信号传送给调制模块。

步骤5）在超声载波信号生成后，使用需要传送给N个目标的N路经过音效处理的音频信号对超声载波信号进行调制，得到N路超声调制信号。