定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质与流程

1.本发明涉及声音交互领域，特别是涉及一种定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质。


背景技术：

2.扬声器是一种十分常见的把电信号转变为声信号的电声换能器件，常常用于音响设备中。但在一些需求的特定场景以及场所下，例如，博物馆，美术馆，商业零售空间，娱乐，体育竞技现场等特定场所，由于需要根据展示内容进行现场讲解或者需要给个人提供沉浸式声音感受服务，若采用广播的方式进行，声音的扩散有可能会对周围的环境形成干扰，并且对于私密性或保密性的内容很容易泄露。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质，用于解决现有技术中针对需要根据展示内容进行现场讲解或者需要给个人提供沉浸式声音感受服务，若采用广播的方式进行，声音的扩散有可能会对周围的环境形成干扰，并且对于私密性或保密性的内容很容易泄露且用户在各个场景下沉浸度不高等问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种定向声束耳语交互系统，所述系统包括：实时追踪装置、控制装置、具有活动端的运动机构以及设于所述活动端上的定向声束扬声器；
5.其中，所述实时追踪装置，用于对目标对象进行实时追踪，并实时获取所述目标对象的当前位置信息；所述控制装置，与所述实时追踪装置连接，用于根据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送；所述定向声束扬声器，与所述控制装置连接，用于根据实时接收的所述音频控制信号生成并传播相应的定向声束；所述运动机构，与所述控制装置连接，用于根据实时接收的所述运动控制信号令所述活动端进行相应的移动，以使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播所述定向声束。
6.于本发明的一实施例中，所述控制装置包括：接收单元，用于接收所述目标对象的当前位置信息；判断单元，连接所述接收单元，用于根据所述当前位置信息判断所述目标对象当前所处的场景设定区域；控制信号生成单元，连接所述判断单元，用于根据所述场景设定区域生成与其对应的运动控制信号以及音频控制信号；信号发送单元，连接所述控制信号生成单元，用于分别向运动机构以及所述定向声束扬声器发送所述运动控制信号以及音频控制信号。
7.于本发明的一实施例中，所述实时追踪装置设于由多个信标装置所定位覆盖的定位区域内；其中，所述信标装置包括：室内gps定位系统、gps定位系统以及北斗卫星定位系统中的一种或多种。
8.于本发明的一实施例中，所述信标装置为四个，且各自定位覆盖区域构成为一矩形区域。
9.于本发明的一实施例中，所述实时追踪装置包括：室内gps定位系统、gps定位系统以及北斗卫星定位系统中的一种或多种。
10.于本发明的一实施例中，所述运动机构包括：机械臂；其中，所述机械臂包括：设有所述定向声束扬声器的活动臂。
11.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种定向声束耳语交互控制方法，应用于定向声束耳语交互系统，所述系统包括：实时追踪装置、具有活动端的运动机构以及设于所述活动端上的定向声束扬声器；所述方法包括：接收由所述实时追踪装置实时获取目标对象的当前位置信息；根据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。
12.于本发明的一实施例中，所述根据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束的方式包括：根据所述当前位置信息判断所述目标对象当前所处的场景设定区域；根据所述场景设定区域生成与其对应的运动控制信号以及音频控制信号；分别向运动机构以及所述定向声束扬声器发送所述运动控制信号以及音频控制信号，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。
13.为实现上述目标及其他相关目标，本技术提供一种定向声束耳语交互控制终端，包括：一或多个存储器及一或多个处理器；所述一或多个存储器，用于存储计算机程序；所述一或多个处理器，连接所述存储器，用于运行所述计算机程序以执行所述的定向声束耳语交互控制方法。
14.为实现上述目标及其他相关目标，本技术提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器运行时执行所述的定向声束耳语交互控制方法。
15.如上所述，本发明是一种定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质，具有以下有益效果：本发明通过根据由所述实时追踪装置实时获取目标对象的当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。本发明可以在用户移动时或静止时都可使所述活动端上的声束扬声器始终向用户所在方向传播所述定向声束，以保证仅用户可以随时听到在该位置需要听到的内容，不仅保证了声音播放的私密性，还增加了用户的在不同场景下的沉浸感，实现了一种具有趣味性、私密性的听觉交互方式。
附图说明
16.图1显示为本发明一实施例中的定向声束耳语交互系统的结构示意图。
17.图2显示为本发明一实施例中的定位区域示意图。
18.图3显示为本发明一实施例中的定向声束耳语交互控制方法的流程示意图。
19.图4显示为本发明一实施例中的定向声束耳语交互终端的结构示意图。
具体实施方式
20.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、
““
下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
22.在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
23.其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本发明范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。
24.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
25.本发明提供一种定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质，本发明通过根据由所述实时追踪装置实时获取目标对象的当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。本发明可以在用户移动时或静止时都可使所述活动端上的声束扬声器始终向用户所在方向传播所述定向声束，以保证仅用户可以随时听到在该位置需要听到的内容，不仅保证了声音播放的私密性，还增加了用户的在不同场景下的沉
浸感，实现了一种具有趣味性、私密性的听觉交互方式。
26.下面以附图为参考，针对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。
27.如图1展示本发明实施例中的一种定向声束耳语交互系统的结构示意图。
28.所述系统包括：
29.实时追踪装置11、控制装置12、具有活动端131的运动机构13以及设于所述活动端131上的定向声束扬声器14；
30.其中，所述实时追踪装置11，用于对携带该实时追踪装置11的目标对象进行实时追踪，并实时获取所述目标对象的当前位置信息；所述控制装置12，与所述实时追踪装置11连接，用于根据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器14以及运动机构13发送；所述定向声束扬声器14，与所述控制装置12连接，用于根据实时接收的所述音频控制信号生成并传播相应的定向声束；所述运动机构13，与所述控制装置12连接，用于根据实时接收的所述运动控制信号令所述活动端131进行相应的移动，以使所述活动端131上的声束扬声器14向所述目标对象的所处方向传播所述定向声束，可使目标对象听到声音。
31.由此可知，在用户移动时或静止时都可使所述活动端131上的声束扬声器14始终向用户所在方向传播所述定向声束，以保证仅用户可以随时听到在该位置需要听到的内容，相当于在目标对象诉说耳语。
32.可选的，各位置信息分别对应有一运动控制信号以及音频控制信号；其中，每个运动控制信号分别对应一或多个运动参数(位移、角度或位姿参数等)；每个音频控制信号对应有一或多个音频。
33.需要说明的是，各运动控制信号所对应的运动参数可相同，也可不同，根据具体需求设定；同样的，各音频控制信号所对应的音频可相同，也可不同，根据具体需求设定。
34.可选的，所述当前位置信息为坐标信息。
35.可选的，所述控制装置12包括：接收单元，用于接收所述目标对象的当前位置信息；判断单元，连接所述接收单元，用于根据所述当前位置信息判断所述目标对象当前所处的场景设定区域；控制信号生成单元，连接所述判断单元，用于根据所述场景设定区域生成与其对应的运动控制信号以及音频控制信号；信号发送单元，连接所述控制信号生成单元，用于分别向运动机构以及所述定向声束扬声器发送所述运动控制信号以及音频控制信号。
36.可选的，每个场景设定区域对应一或多个位置信息，且在每个场景设定区域下设定有对应的一或多个运动参数以及音频；所述控制装置12根据判断的所述目标对象当前所处的场景设定区域获得对应的一或多个运动参数以及音频，并依据运动参数以及音频生成对应的运动控制信号以及音频控制信号。
37.应用该方案，可以预先设定对应一或多个场景分别的场景设定区域，且每个场景设定区域设定有对应的多个运动参数以及音频，可以使该用户在进入该场景设定区域时就可以感受该场景下的声音。需要说明的是，该场景可以是实景搭建也可以虚拟场景，虚拟场景可以是3维搭建也可以为用户自己想像的场景，这样不仅可以使用户在实景中增加沉浸度，还可以在为想象场景提供沉浸式感受，使用户更好的放松。
38.举例来说，当用户踏入虚构的花园场景下所对应的设定区域，将体验有界声音展示的立体场景；例如在花园场景中可遇到一条小溪，在途中，您会发现栖息在草丛，灌木丛和树木中的各种动物。在中央长凳上休息时，看不见的声音将与您分享花园及其居民的秘密。它利用展示场地的室内或室外空间精确地增强了数字声景，场景可以向一或多个个观众展示。对于所有其他未踏入该区域的观众或者未踏入该区域未使用产品的观众，虚构的花园各个场景是听不见的。本发明可运用一种有界的声音的概念来探索混合空间的设计。音频安装将物理站点与三维数字音景相结合，物理世界和数字世界按1:1校准，以实现精确覆盖。
39.还需要说明的是，应用场景包括但不限于博物馆，美术馆，商业零售空间，娱乐，体育竞技现场等场景，在本技术不作限定。
40.可选的，所述定向声束扬声器14用于通过对实时接收的所述音频控制信号声波编排及增强处理，能够将声波汇聚在较窄的波束中，使声波具有了较强的方向性，以生成并传播相应的定向声束，可以将声音聚焦并限制在数十米的窄光束中，光束外的其他区域则无法收听。
41.可选的，所述定向声束扬声器14固定于所述活动端131，使该扬声器可面向目标对象。
42.可选的，所述运动机构13，用于根据实时接收的所述运动控制信号中的运动参数，令所述活动端进行相应的移动，以使所述活动端上的声束扬声器面向所述目标对象的所处方向传播所述定向声束。
43.可选的，所述运动机构13包括：机械臂；其中，所述机械臂包括：设有所述定向声束扬声器14的活动臂，该活动臂相当于所述活动端，伴随着该活动臂的活动，固定在所述活动臂上的定向声束扬声器也随着该活动臂运动。
44.需要说明的是，所述活动臂的类型以及形状大小根据具体需求而设定，在本技术中不作限定。
45.举例来说，采用六轴机械臂作为活动机构，由于六轴机械臂的高自由度，能够精确完成载荷的姿态控制与位置移动，可使定向声束保持准确的指向目标对象。
46.可选的，所述定向声束扬声器中播放的定向声束可特别适用于超声声束。
47.可选的，所述实时追踪装置11实时获取的所述目标对象的当前位置信息包括：坐标信息。
48.可选的，所述实时追踪装置11包括但不仅限于：室内gps定位系统、gps定位系统以及北斗卫星定位系统中的一种或多种，能够准确获知目标对象在有限空间内的精确位置。
49.需要说明的是，所述实时追踪装置11不仅限于采用以上的定位系统，还可以采用其他任一种定位系统，例如，全球移动通讯系统gsm、glonass定位系统以及galileo定位系统等系统，本技术对此不作限定。
50.可选的，所述实时追踪装置11设于由多个信标装置所定位覆盖的定位区域内；其中，所述信标装置包括但不仅限于：室内gps定位系统、gps定位系统以及北斗卫星定位系统中的一种或多种；
51.需要说明的是，所述信标装置的个数根据需求而设定，每个信标装置覆盖有一定位区域，各信标装置的部分或全部覆盖定位区域构成一定位区域，所述实时追踪装置11设
于该区域内，以该区域建立的坐标系下获得处于所述定位区域的目标对象的当前位置坐标。各信标装置构成的定位区域形状及大小根据具体需求而设定，在本技术中不作限定；
52.还需要说明的是，所述所述信标装置不仅限于采用以上的定位系统，还可以采用其他任一种定位系统，例如，全球移动通讯系统gsm、glonass定位系统以及galileo定位系统等系统，本技术对此不作限定。
53.可选的，如图2所示，所述信标装置22为四个，且各自定位覆盖区域构成为一矩形区域，所述信标装置分别位于所述矩形区域的四个角上；并且在该区域内建立坐标系，以使处于该区域内的实时追踪装置21所获取的当前位置信息为该坐标系下的坐标信息；由处于四个角的信标装置22构成的矩形区域能减少定向声束波反馈的死角，提升精度。
54.优选的，四个信标装置22构成覆盖一矩形区域，并且设定其中一个信标装置为(x0，y0)的坐标，形成坐标系。
55.为了更好的描述所述定向声束耳语交互系统，提供具体实施例；
56.实施例1：定向声束耳语交互系统。
57.所述系统包括：
58.物体跟踪系统、控制装置、具有活动臂的机械臂、设于所述活动臂的定向声束扬声器设。其中，所述物体跟踪系统与所述控制装置连接，所述控制装置与所述机械臂以及声束扬声器连接；所述物体跟踪系统可以通过室内gps系统检测并跟踪占用站点的观众的位置和移动，获取观众的当前位置信息。所述控制装置据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及机械臂发送；带有定向声束波扬声器的机械臂根据物体跟踪系统检测到的观众的位置将活动臂移动，以使定向声束波扬声器产生的定向声束波瞄准该访客。
59.其与传统扬声器的显着不同之处在于，它们可以将声音聚焦并限制在数十米的窄光束中，聆听者沉浸在光束中的声音或语音中，仿佛耳语的声音具有强烈的沉浸感，而1
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3米之外的访客却听不到声音。
60.与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种定向声束耳语交互控制方法。
61.以下结合附图提供具体实施例：
62.如图3所示，展示本技术实施例中的定向声束耳语交互控制方法的流程示意图。
63.所述定向声束耳语交互控制方法，应用于定向声束耳语交互系统，所述系统包括：实时追踪装置、具有活动端的运动机构以及设于所述活动端上的定向声束扬声器；
64.所述方法包括：
65.步骤s31：接收由所述实时追踪装置实时获取目标对象的当前位置信息。
66.可选的，接收的方式可以通过有线接收或者是通信接收，也可以是通过接口接收，例如usb接收。
67.步骤s32：根据所述当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。
68.可选的，各位置信息分别对应有一运动控制信号以及音频控制信号；其中，每个运动控制信号分别对应一或多个运动参数(位移、角度或位姿参数等)；每个音频控制信号对
应有一或多个音频。需要说明的是，各运动控制信号所对应的运动参数可相同，也可不同，根据具体需求设定；同样的，各音频控制信号所对应的音频可相同，也可不同，根据具体需求设定。
69.可选的，步骤s21包括：根据所述当前位置信息获得与当前位置信息所对应的运动参数以及音频；并根据对应的运动参数以及音频分别生成对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。
70.可选的，步骤s21包括：根据所述当前位置信息判断所述目标对象当前所处的场景设定区域；根据所述场景设定区域生成与其对应的运动控制信号以及音频控制信号；分别向运动机构以及所述定向声束扬声器发送所述运动控制信号以及音频控制信号，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。
71.可选的，每个场景设定区域对应一或多个位置信息，且在每个场景设定区域下设定有对应的一或多个运动参数以及音频；根据判断的所述目标对象当前所处的场景设定区域获得对应的一或多个运动参数以及音频，并依据运动参数以及音频生成对应的运动控制信号以及音频控制信号。
72.可选的，采用unity 3d软件实现所述定向声束耳语交互控制方法的功能。
73.可选的，各位置信息与其所对应的运动参数以及音频储存在一数据库中，用于使用时调用。
74.可选的，各场景设定区域与其所对应的各位置信息以及运动参数以及音频分别储存于一或多个数据库中，用于使用时调用。
75.如图4展示本发明实施例中的定向声束耳语交互控制终端40的结构示意图。
76.所述定向声束耳语交互控制终端40包括：存储器41及处理器42所述存储器41用于存储计算机程序；所述处理器42运行计算机程序实现如图1所述的定向声束耳语交互控制方法。
77.可选的，所述存储器41的数量均可以是一或多个，所述处理器42的数量均可以是一或多个，而图4中均以一个为例。
78.可选的，所述基于定向声束耳语交互控制终端40中的处理器42会按照如图1所述的步骤，将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器41中，并由处理器42来运行存储在第一存储器41中的应用程序，从而实现如图1所述定向声束耳语交互控制方法中的各种功能。
79.可选的，所述存储器41，可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备；所述处理器42，可能包括但不限于中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
80.可选的，所述处理器42可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
81.本发明还提供计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序运行时实现如图1所示的定向声束耳语交互控制方法。所述计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、cd
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rom(只读光盘存储器)、磁光盘、rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。所述计算机可读存储介质可以是未接入计算机设备的产品，也可以是已接入计算机设备使用的部件。
82.综上所述，本发明的定向声束耳语交互系统、控制方法、控制终端及介质，通过根据由所述实时追踪装置实时获取目标对象的当前位置信息生成与该位置信息对应的运动控制信号以及音频控制信号，并向所述定向声束扬声器以及运动机构发送，以令所述活动端进行相应的移动，使所述活动端上的声束扬声器向所述目标对象的所处方向传播与所述音频控制信号所对应的定向声束。本发明可以在用户移动时或静止时都可使所述活动端上的声束扬声器始终向用户所在方向传播所述定向声束，以保证仅用户可以随时听到在该位置需要听到的内容，不仅保证了声音播放的私密性，还增加了用户的在不同场景下的沉浸感，实现了一种具有趣味性、私密性的听觉交互方式。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
83.上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。