一种电子设备及其声波测距方法技术

本申请实施例公开了一种电子设备及其声波测距方法，该声波测距方法可以通过发射双音多频信号，即发射第一频率信号和第二频率信号的第一声波信号，根据所述第一声波信号对应的第一接收信号中所述第一频率信号和第二频率信号的周期差，计算得到电子设备与目标障碍物之间的距离，避免了由于声波信号的发射时间和接收时间发生交叠而无法获得测量结果的问题，同时由于所述第一频率信号和所述第二频率信号互相调制后不存在位于音频领域的谐波，避免了所述声波信号产生人耳可闻的POP音(所述POP音为音频子系统的啪啪音，属于一种干扰信号)，提高了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种电子设备及其声波测距方法
本申请涉及声波测距
，尤其涉及一种电子设备及其声波测距方法。
技术介绍
超声波测距的原理为：发射一个超声波信号，并记录发射时刻的时间，然后检测该超声波信号碰到目标障碍物后被目标障碍物反射产生的反射信号的接收时间，两个时间相减，即可得到超声波信号从发射到反射回的时间，而空气中的声速是已知的，因此，可以利用超声波信号从发射到反射回的时间得到超声波信号发射处到目标障碍物的距离。由于声波的发射和接收都需要一定的时间(即发射信号和接收信号都具有一定的上升沿和下降沿)，对于短距离的测试，如果上升沿和下降沿较为平缓，应用于电子设备时，则会导致声波信号的发射时间和接收时间发生交叠，无法测量，而如果上升沿和下降沿非常陡峭，以使得超声波信号的接收时间和发射时间之间存在明确的时间差，来分辨接收到的信号中分辨出其是来源于目标障碍物的反射信号，还是来源于电子设备本体的传导信号，又会在音频频带产生一定的杂音(即产生位于音频领域的谐波)，影响用户体验。
技术实现思路
第一方面，本申请实施例提供了一种声波测距方法，应用于电子设备，该方法包括：所述电子设备向目标障碍物发射第一声波信号，所述第一声波信号包括第一频率信号和第二频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号互相调制后不存在人耳可听见的频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号分别为周期性信号，且所述第一频率信号的周期和所述第二频率信号的周期的最小公倍数大于第一预设值；所述电子设备接收第一接收信号，所述第一接收信号包括所述第一声波信号经所述目标障碍物反射后形成的第一反射信号；根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间；根据所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间和接收时间，计算所述电子设备与所述目标障碍物之间的距离。本申请实施例提供的声波测距方法，可以通过发射双音多频信号，即发射包括第一频率信号和第二频率信号的第一声波信号，根据所述第一声波信号对应的第一接收信号中所述第一频率信号和第二频率信号的周期差，计算得到电子设备与目标障碍物之间的距离，避免了由于声波信号的发射时间和接收时间发生交叠而无法获得测量结果的问题，同时由于所述第一频率信号和所述第二频率信号互相调制后不存在位于音频领域的谐波，避免了所述声波信号产生人耳可闻的POP音(所述POP音为音频子系统的啪啪音，属于一种干扰信号)，提高了用户体验。在一种实现方式中，根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的第一频率信号的发射时间包括：根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第二频率信号的周期数，计算所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值；根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值，计算该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目；计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目对应的采样点数；根据所述采样点数查询预设数据库，获得所述任一周期对应的第一频率信号的发射时间；其中，所述预设数据库中存储有所述第一频率信号不同发射周期内，所述第一频率信号的发射时间以及预设采样点数的对应关系，所述预设采样点数为所述预设采样频率下，在该发射周期内所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值时间内所述第二频率信号的采样点数。在一种实现方式中，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目由M个波长和N个波长组成，其中，M为不小于零的整数，N大于零且小于1；所述计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目对应的采样点数包括计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目中N个波长对应的采样点数。在一种实现方式中，所述预设数据库的建立方法包括：计算所述第一频率信号多个周期中各个周期时间内对应的所述第二频率信号的周期数；将所述第二频率信号的周期数划分成P个周期和Q个周期，其中，P为不小于零的整数，Q大于零且小于1；计算所述Q个周期对应的所述第二频率信号的波长长度；计算预设频率下，所述Q个周期对应的所述第二频率信号的波长长度包括的采样点数；建立所述采样点数与所述第一频率信号各周期时间的对应关系。在一种实现方式中，所述电子设备发射第一声波信号包括：所述电子设备发射两个周期的第一声波信号，所述根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：根据位于所述第一接收信号的第二个周期的下降沿信号中所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。在一种实现方式中，根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：对所述第一接收信号进行滤波处理，去除所述第一接收信号中的环境噪声信号，近保留所述第一接收信号中所述第一声波信号经所述电子设备本体传导到所述接收元件的信号以及所述第一声波信号经目标障碍物反射后形成的第一反射信号；获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。在一种实现方式中，当所述电子设备发射的所述第一声波信号经所述电子设备本体传导被所述电子设备接收的时间和所述第一声波信号经目标障碍物反射形成的第一反射信号被所述电子设备接收的时间不存在交叠时，获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中确定所述第一反射信号所在的区域；从所述第一反射信号所在的区域，选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。在一种实现方式中，所述第一频率信号和所述第二频率信号均为超声波信号。在一种实现方式中，该方法还包括：所述电子设备向所述目标障碍物发射第K声波信号，所述第K声波信号包括第X频率信号和第Y频率信号，所述第X频率信号和所述第Y频率信号互相调制后不存在人耳可听见的频率信号，所述第X频率信号和所述第Y频率信号分别为周期性信号，且所述第X频率信号的周期和所述第Y频率信号的周期的最小公倍数大于所述第一预设值；所述电子设备接收所述第K接收信号，所述第K接收信号包括所述第K声波信号经所述目标障碍物反射形成的第K反射信号；根据所述第K接收信号中所述第X频率信号的任一接收时刻，所述第Y频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第X频率信号的发射时间；根据所述任一接收时刻对应的所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声波测距方法，应用于电子设备，其特征在于，该方法包括：所述电子设备向目标障碍物发射第一声波信号，所述第一声波信号包括第一频率信号和第二频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号互相调制后不存在人耳可听见的频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号分别为周期性信号，且所述第一频率信号的周期和所述第二频率信号的周期的最小公倍数大于第一预设值；所述电子设备接收第一接收信号，所述第一接收信号包括所述第一声波信号经所述目标障碍物反射后形成的第一反射信号；根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间；根据所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间和接收时间，计算所述电子设备与所述目标障碍物之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种声波测距方法，应用于电子设备，其特征在于，该方法包括：所述电子设备向目标障碍物发射第一声波信号，所述第一声波信号包括第一频率信号和第二频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号互相调制后不存在人耳可听见的频率信号，所述第一频率信号和所述第二频率信号分别为周期性信号，且所述第一频率信号的周期和所述第二频率信号的周期的最小公倍数大于第一预设值；所述电子设备接收第一接收信号，所述第一接收信号包括所述第一声波信号经所述目标障碍物反射后形成的第一反射信号；根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间；根据所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间和接收时间，计算所述电子设备与所述目标障碍物之间的距离。2.根据权利要求1所述的声波测距方法，其特征在于，根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的第一频率信号的发射时间包括：根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第二频率信号的周期数，计算所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值；根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一周期内，所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值，计算该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目；计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目对应的采样点数；根据所述采样点数查询预设数据库，获得所述任一周期对应的第一频率信号的发射时间；其中，所述预设数据库中存储有所述第一频率信号不同发射周期内，所述第一频率信号的发射时间以及预设采样点数的对应关系，所述预设采样点数为所述预设采样频率下，在该发射周期内所述第一频率信号和所述第二频率信号的周期数差值时间内所述第二频率信号的采样点数。3.根据权利要求3所述的声波测距方法，其特征在于，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目由M个波长和N个波长组成，其中，M为不小于零的整数，N大于零且小于1；所述计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目对应的采样点数包括计算预设采样频率下，该周期数差值时间内所述第二频率信号的波长数目中N个波长对应的采样点数。4.根据权利要求2或3所述的声波测距方法，其特征在于，所述预设数据库的建立方法包括：计算所述第一频率信号多个周期中各个周期时间内对应的所述第二频率信号的周期数；将所述第二频率信号的周期数划分成P个周期和Q个周期，其中，P为不小于零的整数，Q大于零且小于1；计算所述Q个周期对应的所述第二频率信号的波长长度；计算预设频率下，所述Q个周期对应的所述第二频率信号的波长长度包括的采样点数；建立所述采样点数与所述第一频率信号各周期时间的对应关系。5.根据权利要求1所述的声波测距方法，其特征在于，所述电子设备发射第一声波信号包括：所述电子设备发射两个周期的第一声波信号，所述根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：根据位于所述第一接收信号的第二个周期的下降沿信号中所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。6.根据权利要求5所述的声波测距方法，其特征在于，根据所述第一接收信号中所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：对所述第一接收信号进行滤波处理，去除所述第一接收信号中的环境噪声信号，仅保留所述第一接收信号中所述第一声波信号经所述电子设备本体传导到所述接收元件的信号以及所述第一声波信号经目标障碍物反射后形成的第一反射信号；获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。7.根据权利要求6所述的声波测距方法，其特征在于，当所述电子设备发射的所述第一声波信号经所述电子设备本体传导被所述电子设备接收的时间和所述第一声波信号经目标障碍物反射形成的第一反射信号被所述电子设备接收的时间不存在交叠时，获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻内，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间包括：获取所述第一接收信号的包络数据，从所述第一接收信号的包络数据中确定所述第一反射信号所在的区域；从所述第一反射信号所在的区域，选取位于第二个周期的下降沿部分的所述第一频率信号的任一接收时刻，所述第二频率信号的周期数，计算所述任一接收时刻对应的所述第一频率信号的发射时间。8.根据权利要求1所述声波测距方法，其特征在于，所述第一频率信号和所述第二频率信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩东，张亮，谢车，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44