一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法与流程

技术特征：
1.一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、音频信号的分帧处理：将输入的音频信号按预设的单帧采样长度进行等长分帧处理，并将分帧后的音频信号按采样时间先后顺序分别命名为：sig1、sig2、sig3、......、sig
n
；s2、计算每帧的平均音量计值：针对分帧后的若干个音频信号sig1、sig2、sig3、......、sig
n
分别计算每个帧的平均音量计值，并命名为vu1、vu2、vu3、......、vu
n
；s3、获取平均音量计值数列：当采集到的vu值数量达到预设数量r时，将这些采集到的vu值归集为一个vu序列，即：seq＝[vu1，vu2，vu3，......，vu
r
]；seq的长度为r；s4、利用经验模态分解算法对平均音量计值数列进行信号分解：对得到的vu序列seq按经验模态分解算法进行信号分解，得到首条本征模态函数imf1；s5、计算分解后得到的首条本征模态函数imf1中的所有局部极大值：根据经验模态分解算法的计算原理可知，imf1的长度与输入进行分解的所述seq的长度一致，即imf1的长度为r；遍历imf1中的r个数字，并计算其中存在的w个局部极大值；s6、计算imf1的长度值与最后一个局部极大值的位置值的差值：从w个局部极大值中提取最后一个局部极大值的位置m，并计算imf1的长度r与最后一个局部极大值的位置m的差值p，即：p＝r-m；s7、根据得到的差值判断电磁铁的开启状态：若差值p≤开启预设值时，开启电磁铁，吸引处于密封容器中的磁流体运动；若差值p＞开启预设值，关闭电磁铁，磁流体在自身张力和重力作用下自动去复原状态。2.如权利要求1所述的一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，所述单帧采样长度的预设值设定为50毫秒。3.如权利要求1所述的一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，所述平均音量计值的具体计算方法为：s21、根据预设的单帧采样长度和音频自带的pcm采样频率，计算获得单帧所包含的音频采样数量h，即：单帧所包含的音频采样量h＝单帧采样长度*pcm采样频率；并将h个采样音频依次命名为sig
n
[1]、sig
n
[2]、sig
n
[3]、......、sig
n
[h]；其中，n表示第n帧音频信号；s22、计算h个采样音频的平均绝对值k
n
，即：平均绝对值k
n
＝(abs(sig
n
[1]) abs(sig
n
[2]) abs(sig
n
[3]) ...... abs(sig
n
[h]))/h，其中abs()为计算数值的绝对值，符号“ ”为标量加法，符号“/”为标量除法；该公式中的平均绝对值k
n
为第n帧音频信号的；s23、根据平均音量计值公式vu
n
＝20*lgk
n
，分别计算得到步骤s2中的vu1、vu2、vu3、......、vu
n
；其中，20为vu
n
的计算常量，lg表示10为底的对数。4.如权利要求1所述的一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，所述经验模态分解算法中单次最大筛选次数设定为10，筛选终止条件设定为标准差sd<0.000001。5.如权利要求1所述的一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，所述局部极大值的定义为：若存在序列x[1～n]，对于m，满足x[m-1]<x[m]≥x[m 1]，则e＝x[m]，称e为序列x的一个局部极大值，而m则为该局部极大值的位置值。6.如权利要求1所述的一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，所述开启预设值设定为4，即若差值p≤4时，开启电磁铁，若差值p＞4，关闭电磁铁。

技术总结
本发明公开了一种利用电磁铁控制磁流体跟随音乐旋律运动的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、音频信号的分帧处理；S2、计算每帧的平均音量计值；S3、获取平均音量计值数列；S4、利用经验模态分解算法对平均音量计值数列进行信号分解；S5、计算分解后得到的首条本征模态函数IMF1中的所有局部极大值；S6、计算IMF1的长度值与最后一个局部极大值的位置值的差值；S7、根据得到的差值判断电磁铁的开启状态。采用本发明的控制方法可以使得磁流体的运动连续性更好，且能够适用于各种音乐旋律的变化。变化。变化。


技术研发人员：张恒平 张国良
受保护的技术使用者：深圳市爱特康科技有限公司
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/11/15