一種區(qū)域范圍內(nèi)目標對象的定位系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種定位系統(tǒng)，尤其涉及區(qū)域范圍內(nèi)目標對象的定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]
[0003]隨著智能家居行業(yè)的不斷發(fā)展，在居住環(huán)境下越來越多的智能化設(shè)備和硬件得到廣泛應(yīng)用。隨著用戶在家居范圍內(nèi)位置的變化，相應(yīng)的智能設(shè)備根據(jù)預設(shè)完成功能、參數(shù)等調(diào)整，從而提高家居生活的舒適度。在這之中，如何準確獲知用戶在房屋中的位置及其位置變化就成了亟待解決的技術(shù)問題。
[0004]針對上述需要，目前主流的解決方案是基于W1-Fi的定位，通過判斷手機是否連入特定的W1-Fi網(wǎng)絡(luò)來確定是否人來到該房屋，并在此基礎(chǔ)上基于W1-Fi信號的強弱來判斷人的大概位置。此種技術(shù)方案，從其技術(shù)原理而言，判斷的是接入W1-Fi網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備所在位置。一旦這些設(shè)備并未攜帶于用戶身上，那么確定其位置就失去了意義。
[0005]其它類似的技術(shù)方案，例如通過ZigBee或藍牙等方式組網(wǎng)計算手機或定位器的位置，或者通過超聲波、紅外、激光、RFID信標等將房屋分割成不同的網(wǎng)絡(luò)空間，通過計算定位器在不同的信標附近來判斷定位器的位置，這些技術(shù)都是基于對手機或其它定位器的位置判斷來推斷用戶的實際位置，而非直接得到用戶的真實位置。一旦用戶不攜帶定位器、手機等裝置，定位所得位置即沒有實際價值。
[0006]同時，上述定位方式對用戶的生活習慣、家居裝修風格、生活場景等存在一些具體的要求，需要用戶在進行室內(nèi)裝修時就要考慮到未來的智能家居應(yīng)用，難于為用戶所接受，也提高了裝修成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了室內(nèi)、倉庫內(nèi)或其它區(qū)域范圍內(nèi)目標對象的定位系統(tǒng)，通過采集目標對象的聲音實現(xiàn)直接確定其位置，不僅安裝簡單，無需大規(guī)模部署，而且能夠準確、實時判斷目標對象的位置，便于推廣應(yīng)用。
[0008]具體地說，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]—種區(qū)域范圍內(nèi)目標對象的定位系統(tǒng)，包括:
[0010]在目標區(qū)域內(nèi)的至少三個非共線的拾音器，所述拾音器用于收集區(qū)域內(nèi)的聲音；
[0011]音頻信號采集器，連接并接收拾音器傳輸?shù)穆曇粜盘柌⑵滢D(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0012]運算單元，包括存儲器和處理器，存儲器中存儲每個拾音器的位置和距離；處理器根據(jù)所連接的音頻信號采集器采集對應(yīng)拾音器手收集目標區(qū)域內(nèi)的聲音的時間差和拾音器的位置計算音源對象的位置。
[0013]在上述中，所稱的區(qū)域范圍，指的是有限面積下非開放空間，例如室內(nèi)環(huán)境、倉庫環(huán)境、商場環(huán)境等；所稱的目標對象，指的是在區(qū)域范圍內(nèi)要定位的對象，通常是人，然而根據(jù)需要，定位動物或其它能夠發(fā)出聲音的對象也是可以的；所稱的聲音信號，可以是目標對象發(fā)出的聲音，例如人說話的聲音，也可以是目標對象在移動過程中形成的運動聲音，例如人步行時的腳步聲。
[0014]盡管傳統(tǒng)上本領(lǐng)域也存在一些利用聲音識別目標對象位置的技術(shù)方案，例如CN104614709A公開的基于聲學和電磁學的雷聲定位系統(tǒng)及方法。但諸如此類的方法都只能適用于開放空間內(nèi)不確定目標的定位，且在應(yīng)用方式上存在嚴格限制，例如傳感器的位置、角度等，還需要結(jié)合天線等輔助信號采集，對智能家居等區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)用是無法適用的。本發(fā)明的定位系統(tǒng)是分布式系統(tǒng)，拾音器的位置可自由放置，利用拾音器獲得的位置信號可直接運算實現(xiàn)了對對象的連續(xù)追蹤，減少了用戶的部署時間和難度。
[0015]為了提高聲音采集的準確度，建立多維度上的聲音信號來源，上述定位系統(tǒng)可以為多組，分別安裝于空氣、固體等環(huán)境。
[0016]在上述中，所稱的位于空氣環(huán)境中指的是通過支架或者懸掛的方式將拾音器懸空；上述所稱的固體，指的是區(qū)域范圍內(nèi)的任何固定支撐物，包括但不限于地板，墻體，管道，支架等。
[0017]在最低的安裝成本下，所述拾音器為三個，構(gòu)成三角形分布，拾音器之間的距離不低于2cm。
[0018]為了提高聲音采集的準確度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)需要提高拾音器的數(shù)量和分別密度是可行的。
[0019]為了實現(xiàn)對目標對象聲音的準確采集，所述拾音器連接有音頻功率放大器和帶通濾波器，所述音頻功率放大器放大目標區(qū)域內(nèi)的聲音；所述帶通濾波器根據(jù)要定位的目標對象特征將背景噪聲濾除。
[0020]在上述中，根據(jù)目標對象的聲音特征，例如采集的是人說話的聲音，帶通濾波器限定頻率在20-20kHz之間即可，其它的聲音均被濾除，降低了后續(xù)的運算負擔；采用音頻功率放大器，經(jīng)過放大的音頻信號屬于電壓-時間信號，以便進入音頻信號采集器的工作范圍進行AD轉(zhuǎn)換。
[0021]為了防止不同來源的聲音信號之間產(chǎn)生干擾和混淆，所述拾音器上設(shè)有隔音裝置，用于隔離非采集來源的聲音。
[0022]具體地說，當拾音器用于采集空氣傳播的聲音，隔音裝置安裝在拾音器與其支撐結(jié)構(gòu)之間；當拾音器采集固體傳播的聲音，隔音裝置貼合拾音器與固體。
[0023]本發(fā)明的定位系統(tǒng)，利用聲音特征可實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)單個對象或多個不同對象的定位；對于區(qū)域范圍內(nèi)存在多個同類相似目標對象的情形，本發(fā)明的定位系統(tǒng)也是可以進行定位的，在此情形下，該定位系統(tǒng)還可設(shè)有模式識別單元，所述模式識別單元連接于運算單元與音頻信號采集器之間，用于識別定位對象的具體類型。
[0024]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，不同的人所具有的聲音特征，例如音色、音強等所形成的特征組合也是具有顯著區(qū)別的?；诖嗽恚Ｊ阶R別單元根據(jù)不同目標對象聲音所具有的特定特征，可實現(xiàn)定位對象的具體識別和區(qū)分；同時，對于不同種類的定位對象，例如倉庫范圍內(nèi)同時具有人和運輸機器等情形，模式識別單元也可以對其