马达振子的位移压缩方法、装置、终端设备及存储介质与流程

1.本发明属于线性马达技术领域，尤其涉及一种马达振子的位移压缩方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.线性马达(linear resonant actuator，lra)凭借其振感强烈、丰富、清脆，能耗低等优点，已经广泛应用于消费电子的各种振动场合，尤其是游戏与ar(augmented reality，增强现实)/vr(virtual reality，虚拟现实)产品。
3.线性马达主要是通过构造多样化的驱动电压波形实现非常丰富、真实、强烈的振感反馈。然而，游戏开发者在构造驱动电压波形时，由于并不准确知道马达的具体物理特性和控制算法，因此难以保证该驱动电压所对应的振子位移始终在马达硬件设计允许的最大位移范围内，尤其是在一些大振感的需求场合下，一般通过增大驱动电压幅值来提高振感，但大电压幅值增大了振子位移超限的概率。如此，一旦振子位移超过马达允许的空间范围，振子将与马达壳体产生机械碰撞，轻则降低马达性能、产生振动噪音并影响正常振感输出，重则会直接造成马达的损坏。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种马达振子的位移压缩方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质。旨在避免线性马达的振子在运动过程中与马达壳体发生碰撞而导致的马达性能下降、振感异常、振动噪音大和马达损坏等问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种马达振子的位移压缩方法，所述马达振子的位移压缩方法应用于配置有线性马达的终端设备，所述马达振子的位移压缩方法包括：
6.根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值；
7.根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；
8.按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达以对所述振子的位移进行压缩。
9.可选地，所述根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值的步骤，包括：
10.根据所述线性马达的预驱动电压预测所述线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度；
11.根据所述单帧振子位移数据和所述振子速度确定所述振子的振子能量最大值。
12.可选地，所述根据所述线性马达的预驱动电压预测所述线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度的步骤，包括：
13.获取所述线性马达的预驱动电压；
14.根据所述预驱动电压逐帧预测所述线性马达的振子的位移得到各单帧振子位移数据；
15.针对各单帧振子位移数据进行求导以得到各振子速度。
16.可选地，所述根据所述单帧振子位移数据和所述振子速度确定所述振子的振子能量最大值的步骤，包括：
17.结合各所述单帧振子位移数据、各所述振子速度和所述线性马达的各配置参数进行计算以预测得到所述振子的各振子能量值；
18.从各所述振子能量值中确定所述振子的振子能量最大值。
19.可选地，所述方法还包括：
20.获取所述线性马达的振子的预设最大允许位移；
21.根据所述预设最大允许位移和所述线性马达的各配置参数，确定所述振子的预设最大允许能量。
22.可选地，所述根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压的步骤，包括：
23.根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量确定电压调整系数；
24.将所述预驱动电压逐帧与所述电压调整系数相乘以得到逐帧调整后的驱动电压。
25.可选地，所述按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达的步骤，包括：
26.针对所述调整后的驱动电压进行平滑滤波处理得到平滑滤波后的驱动电压；
27.将所述平滑滤波后的驱动电压进行功率放大以驱动所述线性马达。
28.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种马达振子的位移压缩装置，所述马达振子的位移压缩装置应用于配置有线性马达的终端设备，本发明马达振子的位移压缩装置包括：
29.能量预测模块，用于根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值；
30.电压调整模块，用于根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；
31.位移压缩模块，用于按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达以对所述振子的位移进行压缩。
32.本发明马达振子的位移压缩装置的各个功能模块在运行时实现如上所述的无线耳机的运动监测运动的控制方法的步骤。
33.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的马达振子的位移压缩程序，所述无线耳机的运动监测的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的无线耳机的运动监测运动的控制方法的步骤。
34.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有马达振子的位移压缩程序，所述马达振子的位移压缩程序被处理器执行时实现如上所述的马达振子的位移压缩方法的步骤。
35.本发明实施例提出的一种马达振子的位移压缩方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，通过配置有线性马达的终端设备，根据该线性马达的预驱动电压，预测该线性马达的振子的振子能量最大值；之后，进一步根据该振子能量最大值和该振子的预设最大允许能量对该预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；最后，按照该调整后的驱动
电压驱动线性马达以对振子的位移进行压缩。
36.即，本发明实施例通过逐帧预测驱动电压对应的马达振子的能量，并将马达硬件允许的最大位移转化为最大能量；当预测的振子能量超出马达硬件允许的最大能量时，立即对该帧的电压进行线性压缩的调整处理以按照调整后的电压来驱动马达，如此，能够确保马达振子在电压驱动进行运动的过程中不会碰撞到马达壳体，从而有效地避免了因此导致的马达性能下降、振感异常、振动噪音大、马达损坏等问题。
附图说明
37.图1是本发明实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图；
38.图2为本发明马达振子的位移压缩方法第一实施例的步骤流程示意图；
39.图3为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的使用流程示意图；
40.图4为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的硬件驱动系统的框架示意图；
41.图5为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的预驱动电压的波形示意图；
42.图6为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的各单帧振子位移数据；
43.图7为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的振子能量；
44.图8为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的电压调整系数；
45.图9为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的调整后的驱动电压；
46.图10为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的平滑滤波后的驱动电压；
47.图11为本发明马达振子的位移压缩方法的一实施例所涉及的马达振子压缩后的位移；
48.图12为本发明马达振子的位移压缩装置一实施例的功能模块示意图。
49.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
50.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
51.参照图1，图1为本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的设备结构示意图。
52.本发明实施例终端设备配置有线性马达，具体地，该终端设备可以是智能手机、游戏设备和ar/vr等电子终端产品。
53.如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如cpu，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器
1001的存储装置。
54.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
55.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及马达振子的位移压缩程序。
56.在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
57.根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值；
58.根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；
59.按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达以对所述振子的位移进行压缩。
60.可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
61.根据所述线性马达的预驱动电压预测所述线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度；
62.根据所述单帧振子位移数据和所述振子速度确定所述振子的振子能量最大值。
63.可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
64.获取所述线性马达的预驱动电压；
65.根据所述预驱动电压逐帧预测所述线性马达的振子的位移得到各单帧振子位移数据；
66.针对各单帧振子位移数据进行求导以得到各振子速度。
67.可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
68.结合各所述单帧振子位移数据、各所述振子速度和所述线性马达的各配置参数进行计算以预测得到所述振子的各振子能量值；
69.从各所述振子能量值中确定所述振子的振子能量最大值。
70.可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
71.获取所述线性马达的振子的预设最大允许位移；
72.根据所述预设最大允许位移和所述线性马达的各配置参数，确定所述振子的预设最大允许能量。
73.可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
74.根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量确定电压调整系数；
75.将所述预驱动电压逐帧与所述电压调整系数相乘以得到逐帧调整后的驱动电压。
76.可选地，所述终端设备内置或者外接有服务器，所述服务器与所述主板连接，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的马达振子的位移压缩程序，并执行如下操作：
77.针对所述调整后的驱动电压进行平滑滤波处理得到平滑滤波后的驱动电压；
78.将所述平滑滤波后的驱动电压进行功率放大以驱动所述线性马达。
79.基于上述的终端设备，提出本发明马达振子的位移压缩方法的各实施例。在本发明马达振子的位移压缩方法的各实施例中，本发明马达振子的位移压缩方法应用于上述配置有线性马达的终端设备。
80.请参照图2，图2为本发明马达振子的位移压缩方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，本发明马达振子的位移压缩方法当然可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
81.步骤s10：根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值；
82.在本实施例中，终端设备通过对自身所配置线性马达的预驱动电压，来预测该线性马达的振子的位移数据和速度，之后基于该位移数据和速度计算确定该振子的振子能量最大值。
83.需要说明的是，在本实施例中，终端设备具体可以接收由设计开发人员根据游戏场景定制设计的宽频信号来获取得到预驱动电压。
84.示例性地，如图3所示，终端设备的设计开发人员根据游戏场景定制设计的宽频信号，然后将该宽频信号输入终端设备之后，终端设备即可基于该宽频信号进行解析来获取得到单帧或者多帧针对线性马达的预驱动电压。
85.此外，应当理解的是，基于实际应用的不同设计需要，在其它可行的实施方式当中，终端设备当然还可以采用其它不同的方式来获取得到针对线性马达的与驱动电压。例如，设计开发人员还可以对游戏应用实际输出的音效进行一系列运算处理得到的宽频信号，终端设备通过接收该宽频信号来获取得到预驱动电压。
86.进一步地，在一种可行的实施例中，上述的步骤s10，可以包括：
87.步骤s101，根据所述线性马达的预驱动电压预测所述线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度；
88.在本实施例中，终端设备通过对自身所配置线性马达的单帧预驱动电压，逐一对该线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度进行预测。
89.进一步地，在本实施例中，步骤s101，可以包括：
90.获取所述线性马达的预驱动电压；
91.根据所述预驱动电压逐帧预测所述线性马达的振子的位移得到各单帧振子位移数据；
92.针对各单帧振子位移数据进行求导以得到各振子速度。
93.在本实施例中，终端设备在通过上述过程获取到线性马达的预驱动电压之后，首先采用单帧预驱动电压来进行振子位移的预测，从而逐帧的预测得到该线性马达的振子的各个单帧振子位移数据，然后，基于针对预测得到的各个单帧振子位移数据进行求导计算以得到各个单帧振子位移数据对应的振子速度。
94.需要说明的是，在本实施例中，终端设备具体可以基于线性马达的振子的位移与该线性马达的驱动电压之间的传递特性，来预测振子在单帧预驱动电压作用下的单帧振子位移数据。即：终端设备根据线性马达的各配置参数确定振子的位移与线性马达的驱动电
压之间的传递特性；然后按照该传递特性和上述预驱动电压中的单帧电压数据，计算得到线性马达的振子的位移以得到各单帧振子位移数据。
95.需要说明的是，在本实施例中，终端设备所配置线性马达的各配置参数可以为马达的基本参数，该配置参数包括但不限于：振子质量m、磁场强度bl、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻re、马达硬件允许的振子最大位移。
96.示例性地，如图3所示，终端设备的设计开发人员在根据游戏场景定制设计宽频信号，并将该宽频信号输入以供终端设备获取到针对线性马达的预驱动电压的同时，该设计开发人员即还可以同步将上述振子质量m、磁场强度bl、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻re、马达硬件允许的振子最大位移等配置参数也配置生成一个信号输入到终端设备，如此，终端设备即可在获取预驱动电压的同时，也获取到线性马达的各配置参数。
97.在本实施例中，终端设备在采用单帧预驱动电压对马达振子进行位移预测时，首先根据获取到的线性马达的各配置参数来确定该线性马达的振子的位移，与该线性马达的驱动电压之间的传递特性。
98.示例性地，在本实施例中，终端设备在通过接收设计开发人员配置生成的信号以获取到线性马达的各配置参数之后，即可通过该各配置参数确定如下所示的各个中间参数：
[0099][0100]
之后，终端设备即可采用各中间参数以迭代公式：来确定得到线性马达的振子的位移，与该线性马达的驱动电压之间的传递特性。
[0101]
在本实施例中，终端设备可预先就基于线性马达的各配置参数来确定该线性马达的振子的位移与该线性马达的驱动电压之间的传递特性，从而进一步基于该传递特性来构建一个专门用于进行振子位移预测的位移预测模块。之后，终端设备即可在获取到针对线性马达的预驱动电压之后，逐次的将单帧预驱动电压输入到位移预测模块当中，由该位移预测模型基于上述振子位移与驱动电压之间的传递特性，逐帧计算确定出该线性马达的振子的单帧振子位移数据。
[0102]
示例性地，如图3所示，终端设备的设计开发人员在根据游戏场景定制设计宽频信号，并将该宽频信号输入以供终端设备获取到针对线性马达的预驱动电压—u1(t)。之后，终端设备即可根据该预驱动电压u1(t)的单帧数据u1(1)、u1(2)、
…
、u1(n)，利用预先构建得到位移预测模块来计算得到对应的线性马达的振子位移x1(t)的单帧振子位移数据x1(1)、x1(2)、
…
、x1(n)。
[0103]
在本实施例中，终端设备针对预测得到的线性马达的振子位移x1(t)，按照公式v1(t)＝dx1(t)/dt对该振子位移x1(t)进行求导即可得到各个单帧振子位移数据对应的振子速度。
[0104]
步骤s102，根据所述单帧振子位移数据和所述振子速度确定所述振子的振子能量最大值。
[0105]
在本实施例中，终端设备在预测得到线性马达的振子的各个单帧振子位移数据和振子速度之后，即进一步采用该单帧振子位移数据和振子速度进行能量转化的计算以确定出振子的振子能量最大值。
[0106]
进一步地，在本实施例中，步骤s102，可以包括：
[0107]
结合各所述单帧振子位移数据、各所述振子速度和所述线性马达的各配置参数进行计算以预测得到所述振子的各振子能量值；
[0108]
从各所述振子能量值中确定所述振子的振子能量最大值。
[0109]
在本实施例中，终端设备在确定线性马达的振子的振子能量最大值时，首先结合已经预测得到的各个单帧振子位移数据、振子速度，和，预先已经获取得到的线性马达的各个配置参数，来计算确定出该振子的各个振子能量值。之后，终端设备通过采用顺序比较的方式来从各个振子能量值当中进行比较以确定出振子的振子能量最大值。
[0110]
示例性地，如图3所示，终端设备在进行位移预测和速度预测以分别得到线性马达的振子的各个单帧振子位移数据和各振子速度之后，即进一步开始针对振子进行能量预测和能量峰值预测。即，终端设备采用预测得到的单帧振子位移数据x1(t)和对应的振子速度v1(t)，结合上述预先获取到的线性马达马达的振子质量m和弹簧劲度系数k，计算得到马达振子的动能ev(t)＝0.5mv1(t)2和弹性势能ek(t)＝0.5kx1(t)2，并针对计算得到的动能ev(t)和弹性势能ek(t)进行求和，从而得到各个单帧振子位移数据对应的振子的振子能量值e1(t)＝ev(t) ek(t)。
[0111]
在此之后，终端设备进一步对预测得到的振子能量值e1(t)的单帧数据(各个单帧振子位移数据对应的振子能量值)e1(1)、e1(2)、
…
、e1(n)取绝对值，得到|e1(1)|、|e1(2)|、
…
、|e1(n)|，再采用顺序比较的检测出其中的最大值，即，先比较|e1(1)|和|e1(2)|，取其中较大值作为e
1max
，然后，再比较e
1max
与|e1(3)|，取其中较大值作为新的e
1max
。依此类推，直到比较e
1max
与|e1(n)|，取其中较大值作为最终的e
1max
，也即该帧的能量峰值。
[0112]
步骤s20，根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；
[0113]
在本实施例中，终端设备在通过上述过程预测得到线性马达的振子的振子能量大值之后，即进一步基于该振子能量大值，和该线性马达的振子的预设最大允许能量，来对获取到的上述针对该线性马达的预驱动电压进行调整，从而得到调整后针对线性马达进行驱动的驱动电压。
[0114]
需要说明的是，在本实施例中，振子的预设最大允许能量由终端设备预先基于线性马达的各配置参数中该振子的预设最大允许位移确定得到。此外，该预设最大允许位移具体可以为终端设备所配置线性马达在硬件层面允许振子进行的最大位移。
[0115]
进一步地，在一种可行的实施例中，本发明马达振子的位移压缩方法还可以包括：
[0116]
获取所述线性马达的振子的预设最大允许位移；
[0117]
根据所述预设最大允许位移和所述线性马达的各配置参数，确定所述振子的预设最大允许能量。
[0118]
在本实施例中，终端设备在确定出线性马达的振子的振子能量最大值之后，或者在从设计开发人员配置生成的输入信号中获取得到线性马达的各个配置参数之后，即可进一步基于该各个配置参数中该线性马达的振子的预设最大允许位移，和该各个配置参数中的弹簧劲度系数，计算确定出该振子的预设最大允许能量。
[0119]
示例性地，如图3所示，终端设备在进行能量峰值检测之后即可开始进一步针对线性马达的振子进行最大能量计算以得到振子的最大允许能量。即，终端设备采用线性马达的各配置参数中的振子允许的最大位移x
hmax
，和该线性马达的配置参数中的弹簧劲度系数k，计算得出振子允许的最大能量e
hmax
＝0.5kx
hmax2
，并将该最大能量e
hmax
作为振子的预设最大允许能量。
[0120]
进一步地，在一种可行的实施例中，上述的步骤s20，根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压，可以包括：
[0121]
步骤s201，根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量确定电压调整系数；
[0122]
步骤s202，将所述预驱动电压逐帧与所述电压调整系数相乘以得到逐帧调整后的驱动电压。
[0123]
在本实施例中，终端设备在根据上述线性马达的振子的振子能量最大值和该振子的预设最大允许能量对预驱动电压进行调整时，首先根据该振子能量最大值和预设最大允许能量进行计算以确定电压调整系数。然后，终端设备即通过将上述从设计开发人员配置好生成并输入的宽频信号中获取到的针对线性马达的预驱动电压，逐帧的与该电压调整系数相乘以得到逐帧调整后的驱动电压。
[0124]
示例性地，如图3所示，终端设备在针对预驱动电压进行驱动电压调整时，首先采用上述的振子能量最大值e
1max
和上述线性马达的振子的预设最大允许能量e
hmax
，计算电压调整系数ku，具体计算公式如下：
[0125][0126]
之后，终端设备针对上述从设计开发人员配置好生成并输入的宽频信号中获取到的针对线性马达的预驱动电压，按照计算公式：u2(t)＝kuu1(t)将单帧预驱动电压u1(t)乘以调整系数ku，从而得到调整后的驱动电压u2(t)。
[0127]
需要说明的是，在本实施例中，终端设备在根据振子能量最大值e
1max
和振子的预设最大允许能量e
hmax
计算得到的调整系数ku大于1时，终端设备即直接取该调整系数ku＝1。
[0128]
步骤s30，按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达以对所述振子的位移进行压缩。
[0129]
在本实施例中，终端设备在针对上述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压之后，即进一步按照调整后的驱动电压来针对自身所配置的线性马达进行驱动以驱动马达产生振感反馈，从而对该线性马达的振子的位移进行压缩。
[0130]
进一步地，作为一种可行的实施例，上述步骤s30中“按照所述调整后的驱动电压
驱动所述线性马达”，可以包括：
[0131]
步骤s301，针对所述调整后的驱动电压进行平滑滤波处理得到平滑滤波后的驱动电压；
[0132]
在本实施例中，终端设备在按照调整后的驱动电压针对线性马达进行驱动的过程中，先采用低通滤波器针对该调整后的驱动电压进行平滑滤波处理得到平滑滤波后的驱动电压。
[0133]
进一步地，在本实施例中，上述的步骤s301，可以包括：
[0134]
根据所述线性马达的扫频特性，确定预设低通滤波器的截止频率；
[0135]
通过所述预设低通滤波器按照所述截止频率对所述调整后的驱动电压进行平滑滤波处理，以得到平滑滤波后的驱动电压。
[0136]
在本实施例中，终端设备在针对调整后的驱动电压进行平滑滤波处理之前即可先根据所配置线性马达的扫频特性来确定预先设定的低通滤波器的截止频率，从而在后续采用该低通滤波器按照该该截止频率来调整后的驱动电压进行平滑滤波处理，以得到平滑滤波后的驱动电压。
[0137]
需要说明的是，在本实施例中，线性马达的扫频特性具体可以由终端设备预先接收设计开发人员配置输入的信号来获取得到。示例性地，如图3所示，端设备的设计开发人员在根据游戏场景定制设计宽频信号，并将该宽频信号输入以供终端设备获取到针对线性马达的预驱动电压的同时，该设计开发人员即还可以同步配置单位驱动电压下加速度幅值的频域响应特性的带宽信号，即[f
al
,f
ah
]，并将该带宽信号输入到终端设备，如此，终端设备即可在获取预驱动电压的同时，也获取到线性马达的扫频特性。
[0138]
示例性地，在本实施例中，终端设备确定的低通滤波器的截止频率f
lp
一般设计在马达扫频特性的带宽上限频率f
ah
之上，如此，可以避免滤除驱动电压中在带宽范围内的频率分量，例如，该截止频率可取f
lp
＝2f
ah
。
[0139]
步骤s302，将所述平滑滤波后的驱动电压进行功率放大以驱动所述线性马达。
[0140]
在本实施例中，终端设备在采用低通滤波器针对调整后的驱动电压进行平滑滤波处理之后，还进一步针对经过平滑滤波后的驱动电压进行功率放大的处理，从而采用经过功率放大后的驱动电压来驱动线性马达进行驱动以令马达产生振动反馈。
[0141]
示例性地，如图3所示，终端设备在通过上述过程针对预驱动电压进行调整以得到调整后的驱动电压u2(t)，之后，终端设备即进一步针对该驱动电压u2(t)进行平滑滤波和功率放大后驱动线性马达以令马达产生反馈。即，终端设备采用上述确定截止频率f
lp
＝2f
ah
的低通滤波器，对该调整后的驱动电压u2(t)进行平滑滤波得到平滑滤波后的驱动电压u3(t)，最后，终端设备即采用功率放大电路来对该平滑滤波后的驱动电压u3(t)进行功率放大，以功率放大后的电压来驱动马达产生振感反馈，并得到压缩后的位移x2(t)。
[0142]
在本实施例中，需要说明的是，在本实施例中，考虑到线性马达在振动过程中振子与速度相关的动能和与位移相关的弹性势能在不断的互相转化。而在最大位移处，动能为零，振子能量完全为弹性势能。因此，振子能量的最大值可以表征振子的最大位移，并且通过当前振子能量的最大值，可以预估未来一段时刻振子能到达的最大位移。也就是说，通过最大能量来预测最大位移具有一定的提前量。
[0143]
基于此，本发明实施例提供的马达振子的位移压缩方法由终端设备通过对自身所
配置线性马达的预驱动电压，来预测该线性马达的振子的位移数据和速度，之后基于该位移数据和速度计算确定该振子的振子能量最大值。之后，终端设备即进一步基于该振子能量大值，和该线性马达的振子的预设最大允许能量，来对获取到的上述针对该线性马达的预驱动电压进行调整，从而得到调整后针对线性马达进行驱动的驱动电压。最后，终端设备即按照调整后的驱动电压来针对自身所配置的线性马达进行驱动以驱动马达产生振感反馈，从而对该线性马达的振子的位移进行压缩。
[0144]
即，本发明实施例通过逐帧预测驱动电压对应的马达振子的能量，并将马达硬件允许的最大位移转化为最大能量；当预测的振子能量超出马达硬件允许的最大能量时，立即对该帧的电压进行线性压缩的调整处理以按照调整后的电压来驱动马达，如此，能够确保马达振子在电压驱动进行运动的过程中不会碰撞到马达壳体，从而有效地避免了因此导致的马达性能下降、振感异常、振动噪音大、马达损坏等问题。
[0145]
进一步地，基于上述本发明马达振子的位移压缩方法的第一实施例，提出本发明马达振子的位移压缩方法的第二实施例。
[0146]
在本实施例中，本发明马达振子的位移压缩方法在任意一个硬件驱动系统中应用时，具体可以通过如下所示：输入信号、算法处理、驱动信号、功率放大以及马达5个流程步骤来实现。
[0147]
示例性地，如图4所示，该输入信号1分为3部分；
[0148]
1)、预驱动电压波形u1(t)，该预驱动电压波形可以是根据游戏场景定制设计的宽频信号，也可以是对游戏应用实际输出的音效进行一系列运算处理得到的宽频信号；
[0149]
2)、马达的扫频特性(单位驱动电压下加速度幅值的频域响应特性)的带宽，即[f
al
,f
ah
]；
[0150]
3)、马达的基本参数，包括振子质量m、磁场强度bl、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻re、马达硬件允许的振子最大位移x
hmax
。
[0151]
算法处理2可以通过具体的算法处理模块来对上述的输入信号，进行如上述第一实施例汇总步骤s10至步骤s30所涉及全部公式计算的处理以得到针对线性马达进行驱动的调整后的驱动电压。
[0152]
驱动信号3即为上述由算法处理模块对输入信号进行处理后获得的调整后的驱动电压。
[0153]
功率放大4为系统选用的对输入信号进行功率匹配的放大器(例如常见的如a类，b类，ab类，或者d类驱动器，输入信号可以是模拟信号，也可以是一定制式的数字信号。
[0154]
马达5具体为上述终端设备所配置的线性马达，该马达是宽频线性马达(linear resonant actuator)，其扫频特性(单位驱动电压下的加速度幅值的频率响应特性)具有一定的宽频特性。
[0155]
进一步地，基于上述本发明马达振子的位移压缩方法的第一实施例和/或者第二实施例，提出本发明马达振子的位移压缩方法的第三实施例。
[0156]
在本实施例中，本发明马达振子的位移压缩方法涉及到的相关波形如图5至图10所示，其中1fs表示用数字1表示额定幅值(即设定的最大幅值)。
[0157]
此外，图5具体为上述步骤s10所述过程中涉及到的终端设备获取的预驱动电压的波形；
[0158]
图6具体为上述步骤s10所述过程中终端设备基于单帧预驱动电压u1进行振子位移预测得到的各个单帧振子位移数据。由图6可见，在t＝0.1s和t＝0.3s期间，终端设备所预测的振子的位移x1多次超出了1fs，即超出了马达硬件允许的振子最大位移x
hmax
，此时需要进行振子位移压缩；
[0159]
图7为上述步骤s10所述过程中基于预测的振子位移进行计算确定的振子能量的波形。由图7可见，在t＝0.1s和t＝0.3s期间，预测的能量e1多次超出了1fs，即超出了马达允许的振子最大能量e
hmax
，需要进行压缩。此外，与图6所示的预测位移x1相比，e1超出1fs的时刻比x1提前，表明通过最大能量来预测最大位移具有一定的时间提前量；
[0160]
图8具体为上述步骤s20所述过程中涉及到的针对预驱动电压进行调整的电压调整系数。由图8可见，在t＝0.1s和t＝0.3s期间，电压调整系数多次出现小于1现象，表明终端设备通过位移压缩模块识别到预测位移超出最大位移后，有效工作了；
[0161]
图9为上述步骤s20所述过程涉及的针对预驱动电压进行调整后的驱动电压的波形。如图9和图5所示，与预驱动电压的波形相比，u2在预测位移x1和预测能量e1超1fs的时段的幅值显著降低，从而防止驱动后的振子位移超出最大位移限制；
[0162]
图10为上述步骤s30所述过程中涉及的针对调整后的驱动电压进行平滑滤波处理之后的驱动电压的波形。与图9所示驱动电压相比，终端设备通过低通滤波器针对调整后的驱动电压进行平滑处理的操作，具体平滑了因电压调整系数的跳变所带来的电压波形跳变问题，整体电压波形规避了跳变点和毛刺，避免了振动噪音的产生；
[0163]
图11为步骤s30所述过程中涉及的采用平滑滤波后的驱动电压，对该驱动电压进行功率放大后，驱动线性马达得到的马达振子压缩后的位移。与图6所示基于预驱动电压预测到的振子的位移相比，在t＝0.1s和t＝0.3s期间的幅值被有效限制在了1fs以内，这表明本发明马达振子的位移压缩方法发挥了有效作用。
[0164]
此外，本发明实施例还提供一种马达振子的位移压缩装置，本发明马达振子的位移压缩装置应用于配置有线性马达的终端设备。
[0165]
请参照图12，图12为本发明马达振子的位移压缩装置一实施例的功能模块示意图，如图12所示，本发明马达振子的位移压缩装置包括：
[0166]
能量预测模块10，用于根据所述线性马达的预驱动电压，预测所述线性马达的振子的振子能量最大值；
[0167]
电压调整模块20，用于根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量对所述预驱动电压进行调整得到调整后的驱动电压；
[0168]
位移压缩模块30，用于按照所述调整后的驱动电压驱动所述线性马达以对所述振子的位移进行压缩。
[0169]
可选地，能量预测模块10，包括：
[0170]
预测单元，用于根据所述线性马达的预驱动电压预测所述线性马达的振子的单帧振子位移数据和振子速度；
[0171]
计算单元，用于根据所述单帧振子位移数据和所述振子速度确定所述振子的振子能量最大值。
[0172]
可选地，预测单元还用于获取所述线性马达的预驱动电压；根据所述预驱动电压逐帧预测所述线性马达的振子的位移得到各单帧振子位移数据；以及，针对各单帧振子位
移数据进行求导以得到各振子速度。
[0173]
可选地，计算单元，还用于结合各所述单帧振子位移数据、各所述振子速度和所述线性马达的各配置参数进行计算以预测得到所述振子的各振子能量值；和，从各所述振子能量值中确定所述振子的振子能量最大值。
[0174]
可选地，本发明马达振子的位移压缩装置，还包括：
[0175]
最大能量计算模块，用于获取所述线性马达的振子的预设最大允许位移；和，根据所述预设最大允许位移和所述线性马达的各配置参数，确定所述振子的预设最大允许能量。
[0176]
可选地，电压调整模块20，包括：
[0177]
确定单元，用于根据所述振子能量最大值和所述振子的预设最大允许能量确定电压调整系数；
[0178]
调整单元，用于将所述预驱动电压逐帧与所述电压调整系数相乘以得到逐帧调整后的驱动电压。
[0179]
可选地，位移压缩模块30，包括：
[0180]
平滑滤波单元，用于针对所述调整后的驱动电压进行平滑滤波处理得到平滑滤波后的驱动电压；
[0181]
驱动单元，用于将所述平滑滤波后的驱动电压进行功率放大以驱动所述线性马达。
[0182]
本发明马达振子的位移压缩装置的各个功能模块在运行时的具体实施例与上述本发明马达振子的位移压缩方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
[0183]
本发明还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有马达振子的位移压缩程序，上述马达振子的位移压缩程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的马达振子的位移压缩程序方法的步骤。
[0184]
本发明计算机存储介质的具体实施例与上述本发明马达振子的位移压缩程序方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
[0185]
本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的本发明马达振子的位移压缩方法的步骤，在此不作赘述。
[0186]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0187]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0188]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是tws耳
机等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0189]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。