定位表面冲击的方法及其实现设备技术

本发明专利技术涉及定位形成声音接口的物体（５）表面（９）上的冲击的方法，其中表面构成所述物体的一部分，声音接口至少具有一个声敏传感器（６）。所述方法包含如下步骤：通过声波检测到至少一个信号，该声波由所述冲击在形成声音接口的物体中产生，并在识别步骤定位该冲击。在识别步骤中，将检测信号与至少一个预定信号进行比较，该预定信号对应于当冲击在至少一个敏感区域产生时检测的信号，该敏感区域为形成声音接口的物体表面的一部分，并且当检测的信号与所述预定信号足够相似时，将冲击与所述敏感区域相关联。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位表面冲击的方法和实现这些方法的设备。更具体而言，本专利技术涉及一种方法，用于定位形成声音接口的物体表面上的冲击，其中表面构成所述物体的一部分。该声音接口具有至少一个声敏传感器(形成声音接口的物体可以由单个部件构成，或者由装配在一起或者至少相互接触的几个部件构成)，在该方法中，由形成声音接口的物体上的所述冲击生成的声波检测至少一个信号，并且通过对所述被检测信号的处理对冲击进行定位。
技术介绍
在文件FR-A-2 811 107中，描述了这样一个方法的实例，其尤其可以应用于窗格(pane)。在该已知的方法中，通过测量声波传到不同传感器的时间差异，来计算冲击在物体表面的位置。然而，该已知方法需要所用窗格有理想的均匀性和理想的表面状态，窗格的各个区域需要特殊加工，尤其要防止声波反射，假定准确知道窗格的成分，则需要预先知道声波在窗格内的传播速度，至少使用4个传感器。因此，该已知方法的实现非常昂贵，且不适用于已存在的物体，尤其不适用于多个部件组装的不同类物体和形状不规则的物体等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于特别消除这些不利因素。基于该目的，根据本专利技术，所讨论的这种方法的特征在于，该方法包括识别步骤，在该步骤中，将检测信号与至少一个预定信号进行比较，(该比较可以在时域和频域进行，可以在适当的情况下仅针对检测信号的一部分进行或者针对经处理后的从该检测信号提取的数据进行，在这种情况下，所述预定信号可以减少为该比较针对的部分或者减少为该比较针对的数据)该预定信号对应于当冲击在至少一个敏感区域(10)产生时检测的信号，该敏感区域为形成声音接口(5、3、16、18)的物体表面的一部分，并且当检测的信号与所述预定信号足够相似时，将冲击与所述的敏感区域(10)相关联。由于这些安排，可以得到冲击定位方法，其是性能稳定的，适用于所有物体(包括不同类的物体，这些物体由装配在一起的几个部件或者相互接触放置的几个部件构成)，且应用简单而经济。在本专利技术的具体实施方式中，在适当情况下，可以使用一个和/或其他的如下安排的声音接口的物体表面包含几个敏感区域(10)，并且在识别步骤中，将检测的信号与几个预定信号进行比较，每个预定信号对应冲击在所述敏感区域(10)的其中一个产生时检测的信号；使用单个声敏传感器；使用几个声敏传感器(6)，并且在识别步骤中，每个声敏传感器检测一个信号，并将不同声敏传感器检测的信号以相互不同的方式与预定信号进行比较；将不同声敏传感器检测的信号以相互不同的方式与预定信号进行比较；几个声敏传感器用来测量几个不同量级；最多使用两个声敏传感器；该方法包括初始学习步骤，其间每个预定信号通过在每个敏感区上产生至少一个冲击由实验确定；在识别步骤期间，通过互相关，将检测的信号与所述至少一个预定信号进行比较；在识别步骤中，通过从语音识别、信号识别、形状识别和神经网络识别中选择的识别处理，将检测的信号与所述至少一个预定信号进行比较；在识别步骤中，检测信号或者与单个敏感区域相关联，或者与非敏感区相关联；每个敏感区与预定信息要素相关联，并且当冲击与敏感区域相关联时，令电子设备使用对应该敏感区的预定信息要素；形成声音接口的物体表面包括n个敏感区域，n至少等于2，并且识别步骤包括以下子步骤在检测信号与所述预定信号Ri(t)之间取互相关，i为1和n之间的自然数，其代表敏感区域，这样得到互相关函数Ci(t)，确定可能受触发的敏感区域j，其对应互相关结果Cj(t)，Cj(t)具有大于其他结果Ci(t)幅值的最大幅值，还确定互相关结果的幅度最大值的分布D(i)D(i)＝Max(Ci(t))，还确定Rj(t)与各个预定信号Ri(t)间互相关结果C′i(t)的幅度最大值分布D′i(t)D′(i)＝Max(C′i(t))，根据分布函数D(i)和D′(i)之间的校正程度，确定在敏感区域j上是否产生了冲击；在识别步骤中，对检测信号进行处理，以便从中提取代表检测信号某些特征的数据，并且将提取的数据与参考数据进行比较，这些参考数据从在每个敏感区域上产生冲击时检测的信号中提取；在识别步骤，根据从检测信号提取的所述数据确定编码，并且将该编码与表格进行比较，该表格给出至少某些编码和每个敏感区域的对应关系；形成声音接口的物体包括至少两个敏感区域，并且在识别步骤中，确定代表检测信号和预定信号间相似性的相似值(尤其是从互相关函数导出的值，例如其最大值)，将冲击与几个相邻敏感区域相关联，这些相邻敏感区域对应最大相似性，被称为参考敏感区域，然后，根据属于参考敏感区域的相似值，确定表面上冲击的位置；确定表面上冲击的位置，使得属于参考敏感区域的相似值尽可能多地符合理论相似值，该理论相似值针对所述参考敏感区域，由表面上所述位置产生的冲击计算得到；理论相似值是表面上冲击位置的函数，表面上的冲击位置针对每一可能的参考敏感区域集合预先确定；通过比较预定信号Ri(t)的相位和检测信号的相位，来识别敏感区域；在学习阶段，计算敏感区域i上冲击产生的每个声音信号Ri(t)的傅里叶变换计算傅里叶变换Ri(ω)＝|Ri(ω)|·eji(ω)，其中i为界于1和n之间的序号，并且通过该傅里叶变换，仅保留在频带ω内的相位分量eji(ω)，其幅值|Ri(ω)|大于预定门限，然后，在设备常规操作期间，对每个检测信号S(t)进行相同的处理；预定门限等于MAX/D和|B(ω)|的最大值，其中MAX从模值|Ri(ω)|的最大值中选出，模值|Ri(ω)|的最大值在能量上被归一化，并且模值|Ri(ω)|平均值包络的最大值也分别在能量上被归一化，D为常数，|B(ω)|为不同时刻获得的形成声音接口的物体中几个噪声谱的平均值；在设备的常规操作期间计算积Pi(ω)作为参考，积Pi(ω)等于S′(ω)与Ri′(ω)共轭的乘积，其中i＝1...n，然后对Pi(ω)归一化，然后计算所有积Pi(ω)的傅里叶反变换，并得到时域函数Xi(t)，以及根据所述时域函数Xi(t)，信号S(t)属于敏感区域。此外，本专利技术的另外一个目的为提供尤其适合实现上述接口方法的设备。本专利技术的其他特点和优势将参照附图，通过对五个实施方式的描述，以非限制性的例子给出。附图说明在附图中图1是示例性设备的透视示意图，该设备包括声音接口，该接口适合实现根据本专利技术第一实施方式的方法，图2是图1设备的方框图，图3是示例性方法的图，该方法用于关联图1所示声音接口表面上的冲击与该表面上敏感区域，图4是声音接口的示意图，该声音接口可在用于实施该专利技术第二实施方式方法的设备内使用，图5是示例性设备的方框图，其可使用图4的输入接口，以及图6至图9是声音接口的示意图，该声音接口可在实现根据本专利技术第三、第四和第五实施方式方法的设备中使用。具体实施例方式在不同的附图中，相同标号的代表相同或相似的元件。图1描述用来实现本专利技术的设备1，该设备包括微型计算机中央处理单元2，连接到中央处理单元2的显示屏3，和声音输入接口4，其在所讨论实例中同中央处理单元2进行信息通信。声音输入接口4包括一个固态物体5，此处由桌子组成，在其表面9上的冲击生成的声波在其中传播，如此后解释的一样。然而，需要注意，形成声音接口的物体可以包括同类的或不同类的任何其他物体，这些物体由单个部件构成，或者由装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位形成声音接口的物体（５、３、１６、１８）表面（９、１５、１７、２２）上的冲击的方法，其中该表面构成所述物体的一部分，声音接口至少具有一个声敏传感器（６），在该方法中，通过声波检测到至少一个信号，该声波由所述冲击在形成声音接口的物体（５，３，１６，１８）中产生，通过处理所述检测的信号定位该冲击，其特征在于，该方法包括识别步骤，在该步骤中，将检测信号与至少一个预定信号进行比较，该预定信号对应于当冲击在至少一个敏感区域（１０）产生时检测的信号，该敏感区域为形成声音接口（５、３、１６、１８）的物体表面的一部分，并且当检测的信号与所述预定信号足够相似时，将冲击与所述敏感区域（１０）相关联。

【技术特征摘要】
FR 2002-6-12 02/072081.一种用于定位形成声音接口的物体(5、3、16、18)表面(9、15、17、22)上的冲击的方法，其中该表面构成所述物体的一部分，声音接口至少具有一个声敏传感器(6)，在该方法中，通过声波检测到至少一个信号，该声波由所述冲击在形成声音接口的物体(5，3，16，18)中产生，通过处理所述检测的信号定位该冲击，其特征在于，该方法包括识别步骤，在该步骤中，将检测信号与至少一个预定信号进行比较，该预定信号对应于当冲击在至少一个敏感区域(10)产生时检测的信号，该敏感区域为形成声音接口(5、3、16、18)的物体表面的一部分，并且当检测的信号与所述预定信号足够相似时，将冲击与所述敏感区域(10)相关联。2.根据权利要求1的方法，其中形成声音接口的物体表面包含几个敏感区域(10)，并且在识别步骤中，将检测的信号与几个预定信号进行比较，每个预定信号对应冲击在所述敏感区域(10)的其中一个产生时检测的信号。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中使用几个声敏传感器(6)，并且在识别步骤中，每个声敏传感器检测一个信号，并将不同声敏传感器检测的信号彼此独立地与预定信号进行比较。4.根据前述任一权利要求的方法，其中使用几个声敏传感器(6)，并且在识别步骤中，每个声敏传感器检测信号，并将不同声敏传感器检测的信号以相互不同的方式与预定信号进行比较。5.根据前述任一权利要求的方法，其中几个声敏传感器(6)用于测量几个不同量级。6.根据前述任一权利要求的方法，其中最多使用两个声敏传感器。7.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中使用单个声敏传感器(6)。8.根据前述任一权利要求的方法，包括初始学习过程，其间通过在每个敏感区域(10)至少产生一次冲击，以实验地确定每个预定信号。9.根据权利要求1至8的任一项的方法，其中每个预定信号都是理论信号。10.根据前述任一权利要求的方法，其中在识别步骤期间，通过互相关，将检测的信号与所述至少一个预定信号进行比较。11.根据权利要求1至9的任一项的方法，其中在识别步骤中，通过从语音识别、信号识别、形状识别和神经网络识别中选择的识别处理，将检测的信号与所述至少一个预定信号进行比较。12.根据前述任一权利要求的方法，其中在识别步骤中，检测信号或者与单个敏感区域相关联，或者与非敏感区域相关联。13.根据权利要求12的方法，其中每个敏感区域与预定信息要素相关联，并且当冲击与敏感区域相关联时，使电子设备使用对应该敏感区域的预定信息要素。14.根据权利要求12和13之一的方法，其中形成声音接口的物体表面(9、15、17、22)包括n个敏感区域(10)，n至少等于2，并且识别步骤包括以下子步骤在检测信号与所述预定信号Ri(t)之间取互相关，i为1和n之间的自然数，其代表敏感区域，这样得到互相关函数Ci(t)；确定可能受触发的敏感区域j，其对应互相关结果Cj(t)，Cj(t)具有大于其他结果Ci(t)的幅值的最大幅值；还确定互相关结果的幅度最大值的分布D(i)D(i)＝Max(Ci(t))，还确定Rj(t)与各个预定信号Ri(t)间互相关结果C′i(t)的幅度最大值分布D′i(t)D′(i)＝Max(C′i(t))，根据分布函数D(i)和D′(i)之间的校正程度，确定在敏感区域j上是否产生了冲击。15.根据权利要求12和13之一的方法，其中在识别步骤中，对检测信号进行处理，以便...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斯基里尼格，斯特凡卡特利纳，尼古拉基耶菲恩，马蒂亚斯芬克，
申请(专利权)人：传感器公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]