一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统技术方案

本发明专利技术涉及朗读亭使用系统技术领域，且公开了一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，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。该人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，通过当只有人在朗读亭靠近时，LED灯条才显示人声音源状态，无人时，不显示，实现节能，并且人在亭子附近远近走动，以相同音量发声时，朗读亭上LED灯条也能显示稳定，减小显示波动，而真正显示声音源的状态，即可增加LED灯条显示时增加稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统


[0001]本专利技术涉及朗读亭使用系统
，具体为一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统。

技术介绍

[0002]目前朗读亭作为朗读环境，是一个相对静止的状态，人经过朗读亭时，通过采集亭子周围声音大小，LED灯带来动态显示声音强度，但当人以相同声音大小说话，并在亭子附近远近走动，声音强度指示应该是显示不变，或波动很小，准确显示说话声音强度，但现有市面方案会因声音源与亭子的距离影响LED灯显示强度，虽然有互动效果，但不能准确反映声音源真实状态，至此研发出一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统。
[0003]在现有的人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统中，朗读亭在使用过程中，朗读亭持续保持在工作的状态，朗读亭保持工作状态会产生电流损耗的问题，同时当无人时，朗读亭的外部会因为外部风吹触碰产生杂音，同时朗读亭内部只要有声音，LED灯也会波动显示，LED灯亮起会造成一定能源浪费。

技术实现思路

[0004]针对现有人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统的不足，本专利技术提供了一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，具备激光雷达扫描可对经过的人群进行检测，当人群经过距离到达移动程度后，可对人的间距和位置进行监控，且可准确的测算出人与是否使用朗读亭，即可增加朗读亭利用率的优点，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，包括以下操作步骤：
[0006]步骤一：扫描是否有人，
[0007]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；
[0008]步骤二：识别人数，
[0009]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；
[0010]步骤三：计算距离，
[0011]已知L1、L2和L4以及a夹角，余弦定理测算距离，
[0012]L3＝(L1^2+L2^2
‑
2*L1*L2*COS(a))^0.5
[0013]L5＝(L1^2+(L2+L4)^2
‑
2*L1*(L2+L4)*COS(a))^0.5
[0014]计算Mic1声音到达Mic2麦克风的延时时间为：T＝(L3
‑
L5)/V；
[0015]步骤四：波束形成算法，
[0016]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；
[0017]步骤五：声音补偿修正，
[0018]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；
[0019]步骤六：处理数据和控制灯光，
[0020]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。
[0021]优选的，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。
[0022]优选的，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。
[0023]优选的，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。
[0024]优选的，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。
[0025]优选的，所述步骤3中，V为声音在空气中的传播速度。
[0026]优选的，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。
[0027]与现有人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0028]1、该人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，通过当只有人在朗读亭靠近时，LED灯条才显示人声音源状态，无人时，不显示，实现节能，并且人在亭子附近远近走动，以相同音量发声时，朗读亭上LED灯条也能显示稳定，减小显示波动，而真正显示声音源的状态，即可增加LED灯条显示时增加稳定性。
附图说明
[0029]图1为本专利技术主体操作流程示意图；
[0030]图2为本专利技术单人与雷达和麦克信号接收示意图；
[0031]图3为本专利技术多人间距信号监控流程示意图；
[0032]图4为本专利技术系统流程模块示意图；
[0033]图5为本专利技术接电电流转换示意图；
[0034]图6为本专利技术声音距离衰减表示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，一种人声互动朗读亭电平灯强度指示自动跟随系统，包括以下操作步骤：
[0037]步骤一：扫描是否有人，
[0038]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；通过出料其的外部安装有USB接口，通过USB接口可与带动出料其与激光雷达连接，且激光雷达对外部人员件扫码检测，探查人与处理器之间的间距，并生成3D点云数据并上传。
[0039]步骤二：识别人数，
[0040]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；，通过激光雷达对扫描后产生的3D元数据进行保存，且激光雷达扫描装置，可对人数进行进行检测，且激光雷达扫描可测算出雷达与人之间的间距L1和a，方便后期对L3和L5之间的间距进行测算。
[0041]步骤三：计算距离，
[0042]已知L1、L2和L4以及a夹角，余弦定理测算距离，
[0043]L3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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))^0.5L5＝(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
...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广州优谷信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：