使用超声检测电子设备的环境制造技术

在一个实施方式中，方法包括从电子设备的第一换能器向电子设备附近的表面发射第一音频信号。第一音频信号基于频率范围内的频率扫描而生成。该方法还包括在电子设备的第二换能器处接收至少部分地反射离开表面的第二音频信号。然后，该方法基于所接收的第二音频信号来确定表面的属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用超声检测电子设备的环境
本公开概括地涉及使用超声检测电子设备的环境。
技术介绍
许多电子设备在正常操作期间会遇到若干不同对象。例如，智能手机在一天中可能放置在许多不同的表面上或不同表面附近。这种表面可包括厨房桌子、车辆座位或车辆中的电话支架、工作桌、背包、咖啡桌、躺椅以及床头柜。其它设备也可能在其操作期间遇到多个对象。例如，机器人真空吸尘器在其真空时可能遇到不同的地板表面，例如木材、地毯、瓷砖、层压板等。机器人真空装置也可能遇到许多障碍，例如家具、墙壁、门道和楼梯。甚至非移动设备也可能在其操作期间遇到多个对象。例如，微波炉可能遇到多种不同类型的食品容器，例如塑料、陶瓷、玻璃、甚至金属。
技术实现思路
问题的解决方案在一个实施方式中，方法包括：从电子设备的第一换能器向电子设备附近的表面发射第一音频信号，其中第一音频信号基于频率范围内的频率扫描而生成；在电子设备的第二换能器处接收第二音频信号，其中第二音频信号的至少一部分被反射离开表面；以及基于所接收的第二音频信号来确定表面的属性。在另一实施方式中，装置包括第一换能器、第二换能器、以及包含指令和一个或多个处理器的一个或多个非暂时性存储介质，处理器可操作为执行指令以启动将第一音频信号从第一换能器向装置附近的表面发射，其中第一音频信号基于在频率范围内的频率扫描而生成；处理第二音频信号。其中第二音频信号由第二换能器接收并且第二音频信号的至少一部分被反射离开表面；以及基于第二音频信号确定表面的属性。在另一实施方式中，一个或多个非暂时性计算机可读存储介质包含指令，指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器启动将第一音频信号从电子设备的第一换能器向装置附近的表面发射，其中第一音频信号基于频率范围内的频率扫描而生成；处理第二音频信号，其中第二音频信号由电子设备的第二换能器接收，并且第二音频信号的至少一部分被反射离开表面；以及基于第二音频信号确定表面的属性。附图说明图1示出了用于发射和感测超声扫描的示例性部件。图2示出了与从示例性超声扫描接收的音频信号相对应的示例性材料标记。图3示出了用于机器学习训练和预测的示例图。图4示出了用于发射和感测超声扫描的示例性方法。图5示出了示例性计算机系统。具体实施方式本公开的电子设备提供使用至少一个换能器精确地感测设备的不同表面、对象或环境的能力。例如，电子设备可以是电话或平板，并且换能器可以是电话或平板的扬声器和麦克风。使用换能器，设备发射超声扫描并解释由换能器接收的声波。如本文所描述的，设备解释所接收的声波以感测设备附近的表面或对象。然后，如本文更全面地描述的，设备可以检测并识别表面或对象，并且可使用该信息来启用或增强宽范围的功能。如本文所使用的，“超声扫描(ultrasonicsweep)”是指一定范围的超声频率。换句话说，通过发射超声扫描，设备发射一定范围的超声频率。一定范围的超声频率与附近的对象相互作用并从附近的对象反射(即，来自附近的对象的回波)。因为不同的材料(例如，木材、布料)与不同的声学特性相关联，所以回波是扫描频率和超声频率与其相互作用的材料的特性二者的函数。通过分析时域和频域中的一个或两个中的回波，电子设备可以使用回波来确定其所处的环境。例如，电子设备可以使用回波来检测其所处的特定表面或其附近的对象。该设备还可以检测其环境中的变化。例如，该设备可以最初检测其所定位的特定表面。如果另一对象随后被放置在设备附近，则接收到的超声波可指示对象已经在其附近移动。如本文所解释的，检测对象的属性可以包括检测对象接近、检测接近的对象的类型或识别接近的特定对象、检测对象的一些性质(例如，材料性质)、和/或检测对象与设备的距离、或关于对象的任何其它合适的信息。此外，来自其它传感器(例如GPS传感器或加速度计)的信息可以与来自超声换能器的信息组合以确定与电子设备的环境有关的附加信息。例如，设备可以使用位置信息和回波信息来确定其在用户工作场所的桌子上而不是在用户家中的桌子上。与传统的超声成像技术不同，本文使用的超声扫描不必限于小范围的频率。例如，超声扫描可以包括从18kHz到24kHz的频率。超声扫描可以仅包括听不见的频率，使得设备附近的人无法听到超声扫描。此外，如前面的示例所示，本公开的实施方式可以使用比在超声成像技术中使用的那些更低的超声频率。此外，与超声成像技术不同，来自本文描述的超声扫描的实施方式的声波不一定被注入到附近的对象中。相反，声波与这些对象的表面相互作用。因此，在那些实施方式中，电子设备在发射换能器与被检测对象之间无需耦合剂。此外，可以显著地节省功率，因为与将声波发送到对象体积中所需的功率相比，将声波耦合到对象的表面需要较小的量(即较小功率)。此外，根据本文所述的实施方式，不必需要专门的换能器来发射和检测声波。因此，具有例如扬声器和麦克风的现有电子设备可以利用本文描述的技术来增加该设备的功能。电子设备的换能器接收来自发射的超声扫描的声波。接收到的声波可以包括来自超声扫描的已从附近对象反射的声波，以及已耦合到换能器的声波。不同材料具有不同的声学特性，可以通过与那些特性相关联的回波特征来检测。例如，不同材料具有不同的声学特性和阻抗，并且可以不同地吸收、反射或扩散进入的声音。在某些频率或频率范围内，通过在发射超声扫描的设备处接收的声波的振幅和频率来表现这些差异。图1示出了用于发射、感测和处理超声扫描的示例性部件。部件可以包括频率扫描生成器110，频率扫描生成器110通过扫过特定范围的频率来生成声波的短脉冲串或“线性调频脉冲(chirp)”。线性调频脉冲可以是任何合适的长度，例如20毫秒。线性调频脉冲的量决定被发射的声波的振幅。例如，如果在智能电话中使用，则发射线性调频脉冲的扬声器的量可以是最大量的75％。在特定实施方式中，线性调频脉冲的量可以基于被检测的对象而改变。例如，如果设备在线性调频脉冲之后没有检测到任何对象，则该设备可以增加量并发射另一线性调频脉冲。该过程可以继续，直到检测到对象，或者直到达到预定的功率电平或不成功的尝试次数。本公开考虑扫过任何合适范围的频率。一个示例性范围可以是18kHz到24kHz。在特定实施方式中，可以使用下限，使得换能器120A不发射可听频率，或者在可听频率中发射非常少的功率。在特定实施方式中，所使用的频率范围以及该范围的上限可以取决于换能器120A的能力，下面描述的采样系统的能力，和/或取决于超声感测系统的使用情况(例如，需要更多细节的系统可以利用具有相对较高频率范围的扫描)。例如，在特定实施方式中，可以使用48kHz的较高频率。在特定实施方式中，频率扫描生成器110可以利用每个线性调频脉冲扫描整个频率范围。在特定实施方式中，频率扫描生成器110可以扫过较大频率范围的子范围。例如，在特定实施方式中，线性调频脉冲生成器可以使用六个5kHz宽的线性调频脉冲来扫过20kHz到50kHz的频率范围。在特定实施方式中，频率扫描生成器110可以在整个频率范围内初始扫描，随后在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n从电子设备的第一换能器向所述电子设备附近的表面发射第一音频信号，其中所述第一音频信号基于频率范围内的频率扫描而生成；/n在所述电子设备的第二换能器处接收第二音频信号，其中所述第二音频信号的至少一部分反射离开所述表面；以及/n基于接收到的第二音频信号确定所述表面的属性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180309 US 15/917,5121.一种方法，包括：
从电子设备的第一换能器向所述电子设备附近的表面发射第一音频信号，其中所述第一音频信号基于频率范围内的频率扫描而生成；
在所述电子设备的第二换能器处接收第二音频信号，其中所述第二音频信号的至少一部分反射离开所述表面；以及
基于接收到的第二音频信号确定所述表面的属性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述频率范围包括多个子范围；以及
所述方法还包括：基于接收到的第二音频信号调谐所述第一换能器以在所述多个子范围中的一个或多个处发射。


3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第二音频信号的至少一部分是所述第一换能器与所述第二换能器之间耦合的结果；以及
基于接收到的第二音频信号确定所述表面的属性包括：至少基于以下各项确定所述表面的属性：
所述第二音频信号的作为所述第一换能器与所述第二换能器之间耦合的结果的一部分；以及
所述第二音频信号的反射离开所述表面的一部分。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于接收到的第二音频信号确定所述表面的属性包括：
在频率空间中分析所述接收到的第二音频信号；
将所述频率空间划分成多个仓，每个仓对应于一频带；
将所述接收到的第二音频信号的振幅在所述多个仓中的一个或多个仓中与标记的一个或多个对应仓进行比较，每个标记对应于一个或多个对象的一个或多个声学特性；以及
基于所述比较确定所述表面的属性。


5.根据权利要求1所述的方法，其中基于接收到的第二音频信号确定所述表面的属性包括：
通过机器学习分类器确定所述接收到的第二音频信号的一个或多个属性；以及
将所述接收到的第二音频信号的一个或多个属性与所述表面的属性相关联。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·索斯勒，博格达纳·拉科瓦，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR