[发明专利]一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统

权利要求书

1.一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：包括以下操作步骤：

步骤一：扫描是否有人，

处理器的外部安装有USB接口，所述USB接口读取激光雷达扫描的3D点云数据；

步骤二：识别人数，

激光雷达扫描的3D点云数据后保存，所述3D点云数据包含有人数识别算法，所述激光雷达扫描检测人与雷达之间的距离L1和夹角a；

步骤三：计算距离，

已知L1、L2和L4以及a夹角，余弦定理测算距离，

L3＝(L1^2+L2^2-2*L1*L2*COS(a))^0.5

L5＝(L1^2+(L2+L4)^2-2*L1*(L2+L4)*COS(a))^0.5

计算Mic1声音到达Mic2麦克风的延时时间为：T＝(L3-L5)/V；

步骤四：波束形成算法，

获得离朗读亭最近的目标人特定方向的声音数据，衰减其它方向声音干扰，算法核心思想为：把Mic2采集的数据M2[N]，按T时间延迟，组成新数组M2[N_-T]，Mic2与Mic1采集数据进行运算：M[N]＝(M1[N]+M2[N_-T])/2；

步骤五：声音补偿修正，

指向性声音数据M[N],因距离导致声音强度衰减进行补偿，根据经验数据：“声音随距离衰减表”，查表L1距离对应声音补偿值B，得到修正后的声音数据:M[N]＝M[N]*B；

步骤六：处理数据和控制灯光，

计算M[N]数组中最大值M_max，并进行RC滤波算法(时间常数设置为100ms)处理得到M_max-RC，所述CPU把M_max-RC值转换为led灯显示强度。

2.根据权利要求1所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：激光雷达扫描和两个麦克风保持在同一水平直线，两个所述麦克风分别为Mic1和Mic2，所述Mic2与雷达之间的间距为L2，所述Mic1与Mic2之间的间距为L4，所述人与麦克风、Mic2和Mic1之间的距离分别为L1、L3和L5。

3.根据权利要求1所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：所述步骤3中，T可为负数，表示声音先到达Mic2，T可为正数，则声音先到达Mic1。

4.根据权利要求1所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：所述麦克风包含拾音模块，所述拾音模块内部安装有信号放大模块，所述信号放大模块连接有ADC模块，所述ADC模块连接在CPU上，所述CPU的外部分别与电源模块、存储模块和激光雷达模块连接，所述CPU与驱动模块连接，并驱动模块控制LED灯带。

5.根据权利要求4所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：所述电源模块包含有市电接口，所述市电接口安装有市电转直流12V模板和直流降压模块。

6.根据权利要求1所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：所述步骤3中，V为声音在空气中的传播速度。

7.根据权利要求1所述的一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，其特征在于：所述步骤2中，3D点云数据中有多人存在，只保留离朗读亭最近的人体3D点云数据。