專利名稱：定位表面沖擊的方法及其實現(xiàn)設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及定位表面沖擊的方法和實現(xiàn)這些方法的設備。
更具體而言，本發(fā)明涉及一種方法，用于定位形成聲音接口的物體表面上的沖擊，其中表面構成所述物體的一部分。該聲音接口具有至少一個聲敏傳感器(形成聲音接口的物體可以由單個部件構成，或者由裝配在一起或者至少相互接觸的幾個部件構成)，在該方法中，由形成聲音接口的物體上的所述沖擊生成的聲波檢測至少一個信號，并且通過對所述被檢測信號的處理對沖擊進行定位。
背景技術：
在文件FR-A-2 811 107中，描述了這樣一個方法的實例，其尤其可以應用于窗格(pane)。在該已知的方法中，通過測量聲波傳到不同傳感器的時間差異，來計算沖擊在物體表面的位置。
然而，該已知方法需要所用窗格有理想的均勻性和理想的表面狀態(tài)，窗格的各個區(qū)域需要特殊加工，尤其要防止聲波反射，假定準確知道窗格的成分，則需要預先知道聲波在窗格內(nèi)的傳播速度，至少使用4個傳感器。
因此，該已知方法的實現(xiàn)非常昂貴，且不適用于已存在的物體，尤其不適用于多個部件組裝的不同類物體和形狀不規(guī)則的物體等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于特別消除這些不利因素。
基于該目的，根據(jù)本發(fā)明，所討論的這種方法的特征在于，該方法包括識別步驟，在該步驟中，將檢測信號與至少一個預定信號進行比較，(該比較可以在時域和頻域進行，可以在適當?shù)那闆r下僅針對檢測信號的一部分進行或者針對經(jīng)處理后的從該檢測信號提取的數(shù)據(jù)進行，在這種情況下，所述預定信號可以減少為該比較針對的部分或者減少為該比較針對的數(shù)據(jù))該預定信號對應于當沖擊在至少一個敏感區(qū)域(10)產(chǎn)生時檢測的信號，該敏感區(qū)域為形成聲音接口(5、3、16、18)的物體表面的一部分，并且當檢測的信號與所述預定信號足夠相似時，將沖擊與所述的敏感區(qū)域(10)相關聯(lián)。
由于這些安排，可以得到?jīng)_擊定位方法，其是性能穩(wěn)定的，適用于所有物體(包括不同類的物體，這些物體由裝配在一起的幾個部件或者相互接觸放置的幾個部件構成)，且應用簡單而經(jīng)濟。
在本發(fā)明的具體實施方式
中，在適當情況下，可以使用一個和/或其他的如下安排的聲音接口的物體表面包含幾個敏感區(qū)域(10)，并且在識別步驟中，將檢測的信號與幾個預定信號進行比較，每個預定信號對應沖擊在所述敏感區(qū)域(10)的其中一個產(chǎn)生時檢測的信號；使用單個聲敏傳感器；使用幾個聲敏傳感器(6)，并且在識別步驟中，每個聲敏傳感器檢測一個信號，并將不同聲敏傳感器檢測的信號以相互不同的方式與預定信號進行比較；將不同聲敏傳感器檢測的信號以相互不同的方式與預定信號進行比較；幾個聲敏傳感器用來測量幾個不同量級；最多使用兩個聲敏傳感器；該方法包括初始學習步驟，其間每個預定信號通過在每個敏感區(qū)上產(chǎn)生至少一個沖擊由實驗確定；在識別步驟期間，通過互相關，將檢測的信號與所述至少一個預定信號進行比較；在識別步驟中，通過從語音識別、信號識別、形狀識別和神經(jīng)網(wǎng)絡識別中選擇的識別處理，將檢測的信號與所述至少一個預定信號進行比較；在識別步驟中，檢測信號或者與單個敏感區(qū)域相關聯(lián)，或者與非敏感區(qū)相關聯(lián)；每個敏感區(qū)與預定信息要素相關聯(lián)，并且當沖擊與敏感區(qū)域相關聯(lián)時，令電子設備使用對應該敏感區(qū)的預定信息要素；形成聲音接口的物體表面包括n個敏感區(qū)域，n至少等于2，并且識別步驟包括以下子步驟在檢測信號與所述預定信號Ri(t)之間取互相關，i為1和n之間的自然數(shù)，其代表敏感區(qū)域，這樣得到互相關函數(shù)Ci(t)，確定可能受觸發(fā)的敏感區(qū)域j，其對應互相關結果Cj(t)，Cj(t)具有大于其他結果Ci(t)幅值的最大幅值，還確定互相關結果的幅度最大值的分布D(i)D(i)＝Max(Ci(t))，還確定Rj(t)與各個預定信號Ri(t)間互相關結果C′i(t)的幅度最大值分布D′i(t)D′(i)＝Max(C′i(t))，根據(jù)分布函數(shù)D(i)和D′(i)之間的校正程度，確定在敏感區(qū)域j上是否產(chǎn)生了沖擊；在識別步驟中，對檢測信號進行處理，以便從中提取代表檢測信號某些特征的數(shù)據(jù)，并且將提取的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進行比較，這些參考數(shù)據(jù)從在每個敏感區(qū)域上產(chǎn)生沖擊時檢測的信號中提?。辉谧R別步驟，根據(jù)從檢測信號提取的所述數(shù)據(jù)確定編碼，并且將該編碼與表格進行比較，該表格給出至少某些編碼和每個敏感區(qū)域的對應關系；形成聲音接口的物體包括至少兩個敏感區(qū)域，并且在識別步驟中，確定代表檢測信號和預定信號間相似性的相似值(尤其是從互相關函數(shù)導出的值，例如其最大值)，將沖擊與幾個相鄰敏感區(qū)域相關聯(lián)，這些相鄰敏感區(qū)域?qū)畲笙嗨菩?，被稱為參考敏感區(qū)域，然后，根據(jù)屬于參考敏感區(qū)域的相似值，確定表面上沖擊的位置；確定表面上沖擊的位置，使得屬于參考敏感區(qū)域的相似值盡可能多地符合理論相似值，該理論相似值針對所述參考敏感區(qū)域，由表面上所述位置產(chǎn)生的沖擊計算得到；理論相似值是表面上沖擊位置的函數(shù)，表面上的沖擊位置針對每一可能的參考敏感區(qū)域集合預先確定；通過比較預定信號Ri(t)的相位和檢測信號的相位，來識別敏感區(qū)域；在學習階段，計算敏感區(qū)域i上沖擊產(chǎn)生的每個聲音信號Ri(t)的傅里葉變換計算傅里葉變換Ri(ω)＝|Ri(ω)|·eji(ω)，其中i為界于1和n之間的序號，并且通過該傅里葉變換，僅保留在頻帶ω內(nèi)的相位分量eji(ω)，其幅值|Ri(ω)|大于預定門限，然后，在設備常規(guī)操作期間，對每個檢測信號S(t)進行相同的處理；預定門限等于MAX/D和|B(ω)|的最大值，其中MAX從模值|Ri(ω)|的最大值中選出，模值|Ri(ω)|的最大值在能量上被歸一化，并且模值|Ri(ω)|平均值包絡的最大值也分別在能量上被歸一化，D為常數(shù)，|B(ω)|為不同時刻獲得的形成聲音接口的物體中幾個噪聲譜的平均值；在設備的常規(guī)操作期間計算積Pi(ω)作為參考，積Pi(ω)等于S′(ω)與Ri′(ω)共軛的乘積，其中i＝1...n，然后對Pi(ω)歸一化，然后計算所有積Pi(ω)的傅里葉反變換，并得到時域函數(shù)Xi(t)，以及根據(jù)所述時域函數(shù)Xi(t)，信號S(t)屬于敏感區(qū)域。
此外，本發(fā)明的另外一個目的為提供尤其適合實現(xiàn)上述接口方法的設備。
本發(fā)明的其他特點和優(yōu)勢將參照附圖，通過對五個實施方式的描述，以非限制性的例子給出。


在附圖中圖1是示例性設備的透視示意圖，該設備包括聲音接口，該接口適合實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的方法，圖2是圖1設備的方框圖，圖3是示例性方法的圖，該方法用于關聯(lián)圖1所示聲音接口表面上的沖擊與該表面上敏感區(qū)域，圖4是聲音接口的示意圖，該聲音接口可在用于實施該發(fā)明第二實施方式方法的設備內(nèi)使用，圖5是示例性設備的方框圖，其可使用圖4的輸入接口，以及圖6至圖9是聲音接口的示意圖，該聲音接口可在實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第三、第四和第五實施方式方法的設備中使用。
具體實施例方式
在不同的附圖中，相同標號的代表相同或相似的元件。
圖1描述用來實現(xiàn)本發(fā)明的設備1，該設備包括微型計算機中央處理單元2，連接到中央處理單元2的顯示屏3，和聲音輸入接口4，其在所討論實例中同中央處理單元2進行信息通信。
聲音輸入接口4包括一個固態(tài)物體5，此處由桌子組成，在其表面9上的沖擊生成的聲波在其中傳播，如此后解釋的一樣。
然而，需要注意，形成聲音接口的物體可以包括同類的或不同類的任何其他物體，這些物體由單個部件構成，或者由裝配在一起或者簡單地相互接觸的幾個部件構成，例如窗格、門、窗戶、便攜托盤、計算機屏幕、顯示面板、交互終端、玩具、車載儀表盤、汽車或飛機前座位靠背的背部、墻、地板、車輛防護板(聲音接口傳輸?shù)男畔⑹窃诜雷o板的沖擊位置)等。
至少一個聲敏傳感器6(例子中僅畫出一個傳感器6)緊鄰物體5，例如，聲敏傳感器6連至中央處理單元2的麥克風輸入7，通過電纜8或通過其他傳輸方式(無線，紅外或其他)以便檢測所述聲波，并將它們傳至中央處理單元2。
聲敏傳感器6，例如，可以是壓電傳感器或其他的(例如電容性傳感器、磁致伸縮傳感器、電磁傳感器、聲敏速度計、光敏傳感器[激光干涉計、激光振動計等]等)。它適合測量例如由于聲波在形成聲音接口的物體5中傳播引起的運動幅度，或者該運動的速度或加速度，或者它包括壓力傳感器，測量由于聲波在物體5中的傳播引起的壓力變化。
在物體5的外表面9上(在這種情況下，在形成圖1所示例的所述物體5桌子的上表面)定義幾個敏感區(qū)域10，舉例來說，可以這樣界定通過可移動或固定的物理標記，粘貼于物體5的表面9，或者通過在表面9上投影圖像獲得發(fā)光標記。
尤其為了使系統(tǒng)有更高的可靠性，表面9也可以包括禁止生成沖擊的部分，比如說，可以用一種材料覆蓋這些部分，該材料是柔軟的或用戶完全難以接近的。
各個敏感區(qū)域10，可以僅是表面9的一部分，這一部分和表面9的其余部分相同。但是，這些敏感區(qū)域彼此間的不同之處以及與表面9的其余部分間的不同之處在于，在區(qū)域10之一上的沖擊生成的聲音信號，不同于另一個敏感區(qū)域10上或表面9另一部分上沖擊生成的信號。
每個敏感區(qū)域10與預定的信息要素相關聯(lián)，該要素是用戶希望與中央處理單元2通信的內(nèi)容。所討論的信息可以是，比如說，命令、數(shù)字、字母、表面9上的位置，或者通過諸如鍵盤、控制按鈕、鼠標或者其他的常規(guī)輸入接口，通常傳輸給象微型計算機這樣的電子設備(或者另一電子設備的中央處理單元)的任何其他信息。
所討論信息，在適當情況下，可以在表面9上標記10a以更清晰顯示(至于區(qū)域10的標識符，這些標記以永久或可移除方式物理粘貼于表面9，或者以發(fā)光圖像的形式投影于所述表面9上)。
作為一種變形，物體5的表面9可以僅包括用以將敏感區(qū)域彼此區(qū)別的標識符(物理粘貼的或發(fā)光的)。比如說，這些標識符可以是數(shù)字或顏色，并且其含義的提示，在需要的情況下，可由中央處理單元2在顯示屏3上顯示給出。
在需要的情況下，表面9也可以不包括標記，不包括劃分敏感區(qū)域的記號或標識他們對應的信息的記號，在這種情況下，只有設備1的授權用戶知道敏感區(qū)域10。
應該指出，與每個敏感區(qū)域10相聯(lián)系的預定信息要素，總是相同的或隨中央處理單元2中程序的運行而變化，或者依賴其他敏感區(qū)域10(比如說，某些敏感區(qū)域10可以被激活，從而改變屬于(attributedto)一個或多個后來被激活的敏感區(qū)域10的功能，以便例如訪問特殊的功能、特殊的符號或改變字母為大寫方式等)。
因此物體5的不同敏感區(qū)域10組成真正的虛擬鍵盤，其可以通過使用指甲、指尖、如筆、探針等的其他物體敲擊敏感區(qū)域來啟動。
應該指出，在適當?shù)臅r候，最簡單的情況下，物體5的表面9包括單個敏感區(qū)域10，然而該敏感區(qū)域10并不延伸到整個表面9，且優(yōu)選地建立于所述表面9的一小部分上。
如圖2所示，傳感器6(SENS)常規(guī)地通過輸入7連至放大器11，放大器本身連至模數(shù)轉(zhuǎn)換器12(A/D)，其傳輸所接收的信號給中央處理單元(CPU)2的處理器13，該處理器又連至一個或多個存儲器14(MEM)，并控制上述的屏幕3(SCR)或任何其他發(fā)送信息給用戶的輸出接口。
應該指出，聲音接口4可以作為輸入信息給任何電子設備的接口，而不僅是微型計算機，比如說，家用或商用電子設備、數(shù)字編碼器、車載電子中央處理單元等。在各種情況下，傳感器或傳感器6生成的電子信號，或者在該電子設備中或者在外部數(shù)字信號處理設備(DSP)中處理。
在使用上述設備1期間，當用戶在物體5的表面9上產(chǎn)生沖擊時，該沖擊產(chǎn)生聲波，其在物體5中傳播至聲敏傳感器6。然后，聲敏傳感器6生成電子信號S(t)，該信號數(shù)字化后，被處理器13(或者中央處理單元2內(nèi)部或外部的另一專用處理器)處理。
然后，處理器13將接收到的信號與信號庫的各個預定信號比較，信號庫預先存儲在存儲器14中，這些預定信號分別對應物體5的不同敏感區(qū)域10上生成的沖擊。
該比較用于確定聲音信號是否源于敏感區(qū)域10之一，并且不考慮所述敏感表面的刺激模式(沖擊來自指甲、指尖、手掌、象鋼筆或探針的物體等)。
信號庫的這些預定信號已在初始學習階段期間確定。該階段中，在物體5的所有敏感區(qū)域10上生成連續(xù)沖擊，通過記錄中央處理單元2通過聲敏傳感器6接收到的相應信號(優(yōu)選地歸一化后，例如使得每個參考信號的能量等于1)，確定預定信號。
作為變形，當物體5有簡單的和/或重復的幾何形狀時，僅通過建模，就可獲得信號庫的預定信號或者通過實驗一次就可以確定一系列同樣物體的所有物體5的信號庫預定信號因此，在這兩種情況下，對于連接至中央處理單元2的特定的物體5，沒有預先學習階段，而是簡單地將信號庫安裝在所述中央處理單元的存儲器14中。
應該指出，在有些情況下(尤其如果物體5是木制的)，信號庫的預定信號可以根據(jù)周圍的環(huán)境條件，特別是溫度和濕度進行改變。這些變化可以計算得到，或是作為新學習階段的結果。
將使用設備1期間接收的信號與信號庫的預定信號比較直接根據(jù)從傳感器6接收到的時域信號S(t)，或者根據(jù)這些信號的頻譜(比如說，對從傳感器6接收到的時域信號作傅里葉變換后)，
或者根據(jù)信號的其他數(shù)據(jù)特征，尤其是其相位。
被檢測的信號可以通過任何已知的方式，與信號庫的預定信號比較，特別是通過互相關，通過語音識別、信號識別或形狀識別的已知方法，通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡或其他。
作為一個更確切的實例，以下方法尤其可以用來識別產(chǎn)生被檢測信號S(t)的敏感區(qū)域10(1)對被檢測信號S(t)歸一化后(例如校準S(t)使得其能量等于1)，將傳感器6生成的信號S(t)，與表示為Ri(t)的信號庫中的n個已歸一化的預定信號取互相關，其中i＝1...n。那么，可以得到函數(shù)Ci(t)，其為信號S(t)分別與信號庫的信號Ri(t)取互相關之積的時域結果?；谶@些計算，可以確定可能受觸發(fā)的敏感區(qū)域j，其對應于具有大于其他結果Ci(t)的最大幅值的互相關結果Cj(t)。
(2)也可確定互相關結果的最大幅值的分布D(i)D(i)＝Max(Ci(t))，其中i＝1...n。
(3)只需用Rj(t)代替S(t)，第二個分布函數(shù)D′(i)可用計算函數(shù)D(i)的相同方式計算得到。
(4)對最大幅值分布D(i)與D′(i)的互相關進行計算。如果D(i)與D′(i)的互相關結果的最大幅值E足夠大，那么，j為考慮的受觸發(fā)區(qū)域序號。否則，傳感器生成的信號對應錯誤報警。
在步驟(4)期間，對E和D(i)的最大值或Max(D(i))簡單計算如下如果將這兩個值作為兩維空間中點的坐標，x＝Max(D(i))且y＝E，如圖3所示，曲線L的端點(通過經(jīng)驗或計算)預先確定，劃分出對應有效點的區(qū)域D(該區(qū)域是有限的，并限于x＝1和y＝1，D(i)和E的最大絕對值)。而對于給出點在區(qū)域D外的被檢測信號，作為錯誤報警排除。
在該例中，直線D是例如通過點(S1，0)和(0，S2)的直線。例如，S1＝0.4且S2＝0.4或0.6。
應該指出，除識別產(chǎn)生沖擊的敏感區(qū)域10之外，比如說，還可以根據(jù)沖擊的強度測量沖擊力，例如用于指導用戶如何使用聲音接口或調(diào)整敏感區(qū)域10上由沖擊觸發(fā)的活動。
還應該指出，對源自敏感區(qū)域10的信號，在必要情況下，通過使用接收信號S(t)的一部分，或者使用它們頻譜的一部分，或者更通常使用它們的特征的一部分進行識別。在這種情況下，識別步驟期間，對檢測的信號進行處理，以從中提取代表所檢測信號某些特征的數(shù)據(jù)，然后，將提取的數(shù)據(jù)與從沖擊在每個敏感區(qū)域生成時所檢測的信號中提取的參考數(shù)據(jù)進行比較。
因此，舉例說，可測量m個預定頻率的信號幅值和相位(m為至少等于1的自然數(shù))，并將這些測量幅值a1-am和測量相位p1-pn，同學習階段期間(或通過建模確定)針對序號為i(i在1和n之間，其中n為敏感區(qū)域10的數(shù)目)的各個敏感區(qū)域10接收的信號在所述預定頻率的測量幅值Ai1-Aim和測量相位Pi1-Pim進行比較。
作為變形，依據(jù)從檢測信號中提取的所述數(shù)據(jù)，確定一個編碼，并將該編碼與一個表相比較，該表給出至少某些編碼和每個敏感區(qū)域間的對應關系(則包含在表中的編碼代表上述信號庫的預定信號)。
作為非限制性的實例，16位編碼可以根據(jù)檢測信號S(t)確定，方式如下編碼的前8位，根據(jù)信號S(t)的頻譜確定，信號S(t)被細分為8個預定頻段[fk，fk+1]，k＝1...8比如說，如果在頻率fk+1，頻譜給出的最終能量值大于聲波在頻帶[fk，fk+1]內(nèi)的平均能量值，則第k位等于1，否則該位為0。
編碼的后8位，根據(jù)時域信號S(t)確定，信號S(t)被細分為9個預定時段[tk，tk+1]，k＝1...9比如說，如果在[tk，tk+1]時段內(nèi)的信號功率平均值大于在時段[tk+1，tk+2]，k＝1...8內(nèi)的信號功率平均值，則第k+8位等于1，否則該位為0。
在該特定的例子中，在學習階段期間，通過如上說明計算的編碼，(這些編碼對應于不同敏感區(qū)域10上生成沖擊時，聲敏傳感器6檢測的信號)確定對應關系表中的編碼。
此外，如圖4和圖5所示，可以使用兩個聲敏傳感器6(SENS.1和SENS.2)，尤其當物體5是對稱的，這導致來自兩個不同敏感區(qū)域10的信號間有產(chǎn)生混迭的風險。在適當情況下，可使用多于兩個的聲敏傳感器6，盡管優(yōu)選的方案需要一個或者兩個傳感器6。
當使用兩個或更多的傳感器時，可以有兩個選擇1)對各個傳感器的信號進行混合，并根據(jù)上述方法，處理全部信號，2)或者，優(yōu)選地，使用上述方法，對各個傳感器的信號單獨處理，并對結果相互校驗如果根據(jù)各個傳感器確定的敏感區(qū)域10有同樣的序號，那么接收到?jīng)_擊的區(qū)域確定是后者。在其他情況下，或者認為檢測信號對應錯誤報警，或者通過例如互相關或通過象神經(jīng)網(wǎng)絡等其他更復雜的方式確定接收到?jīng)_擊的區(qū)域，所述互相關是針對每個傳感器確定的互相關函數(shù)Ci(t)之間的互相關。
應該指出，兩個聲敏傳感器可以是不同類型和/或者檢測不同的幅值和/或者它們的信號以不同方式處理，以識別接收沖擊的敏感區(qū)域10。例如，聲敏傳感器之一用來記錄接收的信號S(t)，而其他的可以僅用來確定聲波到達兩個傳感器的時間差。
第二個傳感器不會進一步檢測在固態(tài)物體5中傳播的聲波，而是檢測在沖擊時空氣中傳播的聲波。
如圖6所示，形成聲音接口的物體包括傳感器6所粘貼的計算機屏幕3或者電視機屏幕。接收沖擊的表面優(yōu)選地是屏幕的平面15，屏幕的平面15尤其可用于令屏幕3顯示敏感區(qū)域10的邊界和它們的含義。比如說，該變形可用于控制視頻磁帶記錄儀，尤其是當屏幕3是電視機屏幕時(中央處理單元2由視頻磁帶記錄儀代替)。
如圖7所示，形成聲音接口的物體還包括玻璃面板門16或者類似物。在圖7所示的例子中，支撐敏感區(qū)域10的表面17包括門的光滑表面，并且仍然在該圖所示的特定例子中，聲敏傳感器6粘貼于門16的木制部分。
在圖8所示的實例中，形成聲音接口的物體是托盤18，其特別設計以充當聲音接口。比如說，該托盤可以包含保護基部20的剛性邊框19，基部20也是剛性的，其支撐聲敏傳感器6。
例如由人造橡膠制成的柔性膜22在邊框19上延伸，在基部21上邊不遠處。該柔性膜22在其底面(比如說，可以是粘在膜22下邊的玻璃半球)下有剛性突起23。因此，當用戶在膜22上，尤其在由該膜支撐的敏感區(qū)域10上輕擊時，這個動作至少在一個突起23上生成沖擊，該突起位于托盤18邊框的底部21。該變形的優(yōu)點是沖擊的產(chǎn)生更少的依賴用戶在膜22上輕擊的方式(用手指或指甲或工具，用較大或較小的力氣，等等)。
在圖6至圖8的實施方式中，實現(xiàn)的方法可以和先前描述的方法相同或者相似，并用于提供一種與形成聲音接口的物體表面上產(chǎn)生的沖擊對應的方法，所述物體表面或者有敏感區(qū)域10或者沒有敏感區(qū)域。
但是，在本發(fā)明的使用幾個敏感表面(在需要的情況下，可以是點狀的)的所有實施方式中，還可以確定沖擊在形成聲音接口的物體5的表面9上的位置(見圖9的實例)，即使當沖擊沒有在敏感區(qū)域之一上時。因此，可以得到連續(xù)或假連續(xù)的聲音接口(比如說，使操作類似于計算機鼠標、光筆、觸摸屏或者類似物)。
在這種情形下，在識別步驟期間確定代表檢測信號和預定信號之間相似性的相似值(尤其是，源自上述互相關函數(shù)Ci(t)的值，例如，上邊定義的其最大值D(i))，沖擊與至少等于2的p個相鄰敏感區(qū)域建立關聯(lián)，這些相鄰敏感區(qū)域?qū)畲笙嗨菩?，并稱為參考敏感區(qū)域R1-R4(p優(yōu)選為4，尤其針對根據(jù)x，y兩維定位沖擊的情況，或者，在適當?shù)那闆r下，小于4，尤其對僅根據(jù)一維x或y定位沖擊的情況)舉例來說，區(qū)域R1首先被確定為有最大相似值D(i)的敏感區(qū)域10，那么，通過與R1相鄰的敏感區(qū)域R2-R4三個區(qū)域可確定，其給出相似值D(i)最高值。
于是，將沖擊I在表面9上的位置確定為屬于參考敏感區(qū)域R1-R4的相似值D(i)的函數(shù)。
在該最后的步驟中，可以有利的確定沖擊在表面的位置，使得屬于參考敏感區(qū)域的相似值也符合針對所述參考敏感區(qū)域在表面上所述位置產(chǎn)生沖擊的計算所得的理論相似值。
這些理論相似值尤其可以是沖擊在表面位置的函數(shù)，該沖擊在表面的位置對應于每一可能的參考敏感區(qū)域集合被預先確定。
所討論的函數(shù)可以比如說，通過調(diào)整敏感區(qū)域之間相似值的典型函數(shù)在學習步驟期間確定。所討論的典型函數(shù)依賴于物體形狀，并通過理論或?qū)嶒烆A先確定。
取一個實例，表面9上兩個點X和Y間的理論相似性函數(shù)Rth(X，Y)，對應信號Sx(t)和Sy(t)的互相關函數(shù)的最大值。在這兩個點X和Y產(chǎn)生沖擊時，Sx(t)和Sy(t)由傳感器6分別檢測得到，舉例說，該函數(shù)是這樣的類型Rth(X，Y)＝(sin(a(β).d)/(a(β).d)，近似于例如Rth(X，Y)＝1-(a(β).d)2/6，其中d為X和Y之間的距離，β是例如x軸(或y軸)和X-Y方向的夾角，并且a(β)表示依賴于角度β的系數(shù)，根據(jù)橢圓函數(shù)a(β)＝a1.cos(β+β0)+a2.sin(β+β0)，其中β0為代表橢圓位置的角度。
根據(jù)信號庫的預定信號Ri(t)，可以針對敏感參考區(qū)域R1-R4的每一可能集合確定函數(shù)Rth，預定信號Ri(t)在學習階段期間，由參考敏感區(qū)域上分別生成的沖擊檢測。
因此，對于四個參考區(qū)域R1-R4的給定集合，R1對應的信號R1(t)的最大互相關函數(shù)可以計算得到，每個信號R2(t)、R3(t)、R4(t)對應區(qū)域R2-R4。由此推導出a1，a2和β0的值。對參考區(qū)域R2、R3和R4執(zhí)行相同的處理，給出每種情形下a1，a2和β0的值，然后分別對a1，a2和β0的四個值取平均，得到平均值這些平均值確定關于所有的參考區(qū)域R1-R4的函數(shù)Rth。作為變形，函數(shù)Rth由迭代優(yōu)化處理(最小平方(the least squares)方法類型)確定，以便令理論相似函數(shù)和互相關函數(shù)的最大值間的誤差函數(shù)得到最小值，互相關函數(shù)由信號R1(t)、R2(t)、R3(t)、R4(t)一次取兩個得到。
當上述理論相似函數(shù)Rth已被確定，當需要確定沖擊I在四個相鄰敏感區(qū)域R1-R4(有利的是點狀)之間的位置時，比如說，通過最小化誤差函數(shù)的迭代優(yōu)化處理確定該位置。該誤差函數(shù)是先前定義的值D(i)(D(i)＝Max(Ci(t))間的誤差的函數(shù)，其中的i是所討論的參考敏感區(qū)域Ri的序號)和理論相似值Rth(I，Ri)的差。例如，誤差函數(shù)E等于(D(i)-Rth(I，Ri))2的值的和，其可以被最小化。
當然，這里描述的方法不僅限于已描述的實例，其還有很多應用，其中有窗格或其他表面作為輸入接口4的使用，在商店、博物館、藝術畫廊或者其他允許顧客或參觀者將展出產(chǎn)品或作品的詳細內(nèi)容顯示在屏幕上或通過擴音器進行展示的地方，窗格或其他顯示面板表面作為輸入接口4的使用，舉例來說，允許過路人顯示公開展示條目的詳情，或者顯示關于社區(qū)或者另一地方的概括信息(例如新聞或?qū)嵱眯畔ⅲ缒硤鏊钠矫鎴D)，或者其他，這些被顯示在顯示屏上的詳情或信息，在顯示面板的較低部分可以看見，墻壁、地面或任何其他物體的部分作為輸入接口4的使用，舉例來說，用于控制住宅自動系統(tǒng)(公寓居民尤其可以自己決定開關的位置，可以簡單地包括上述敏感區(qū)域10，安裝在墻壁上或其他需要的地方)，墻壁、地面或任何其他物體的部分作為輸入接口4的使用，舉例來說，用于控制特別危險環(huán)境中的工業(yè)機械(包含爆炸物的地方、高溫的地方、高放射性的地方等)，平滑并易維護的表面作為輸入接口4的使用，用于構成家用設備如電冰箱、洗衣機或者其他的輸入鍵盤，建筑物的門板作為輸入接口4的使用，舉例來說，形成虛擬數(shù)字編碼鍵盤，定位在地上行走的的人的位置的使用，未受污染影響的鍵盤或控制面板的生產(chǎn)，壞天氣或者其他外部撞擊，工業(yè)上，軍事上或者甚至家庭應用(在需要的情況下，聲敏傳感器或多個傳感器完全集成為一個物體作為輸入接口，特別是當一個物體至少部分是塑料沖模的時)，當這些輸入接口將控制一個設備(例如微型計算機)，該設備包括顯示屏、鍵盤或聲控面板，聲控面板包括自己的屏幕或覆蓋屏幕的透明表面，汽車或其他車輛中的輸入接口產(chǎn)品。
此外還應指出，先前所述的輸入接口4可以具有處理裝置，其用于在本地執(zhí)行源自敏感區(qū)域10的聲音信號S(t)的識別，然后，輸入接口4直接向中央處理單元2，或者任何其他用戶電子設備發(fā)送僅進行了編碼的信號，該信號直接指示那個敏感區(qū)域10已被用戶觸摸，在適當?shù)那闆r下，發(fā)送與沖擊有關的信息沖擊的強度和性質(zhì)。
應當指出，根據(jù)本發(fā)明的方法不需要物體5有相似的或者預定的結構，或者精心制造，或者用非常精確尺寸的制造，或者擁有特殊的表面狀態(tài)。相反，更多的物體5是不同種類的和/或不規(guī)則的，由不同的敏感區(qū)域10發(fā)射的更多的聲音信號互不相同，并且較好的聲音信號被識別。在某些情況下，物體5中的不同結構甚至是故意制造的，例如洞或者其他，以促進對來自敏感區(qū)域10的聲音信號的識別。
此外，在學習階段期間，當信號庫的預定信號被確定時，可以通過任何已知的方式將壓電傳感器連接到中央處理單元2，并且固定在用戶手指上或用于在物體5的敏感區(qū)域上產(chǎn)生沖擊的物體上(探針或其他)。在這種情況下，在每次沖擊時，脈沖信號由壓電傳感器產(chǎn)生，該信號可用于觸發(fā)反饋給信號庫的預定聲音信號的捕獲，和/或者可用于測量沖擊的強度，尤其當該強度低于預定門限，或者該強度沒有落在預定區(qū)間內(nèi)時，該強度測量可以用來例如使預定信號的某一捕獲無效。
此外，在學習階段期間，當信號庫的預定信號確定時，僅保留幅值大于相當高的第一參考門限的檢測聲音信號是有利的。在這種情況下，在設備的常規(guī)操作期間，在后面考慮其幅值超出第二預定門限的聲音信號，第二預定門限明顯低于第一門限。那么，第一預定門限可以等于周圍噪聲絕對幅值的時間平均值的數(shù)倍(至少兩倍到三倍)，該噪聲是例如經(jīng)過幾秒測量的，然而第二預定門限例如等于平均值的1.5倍。在這種方式中，在學習階段期間，僅質(zhì)量好的參考信號被記錄下來，而在其常規(guī)操作期間，保持設備的最大靈敏度。
在適當?shù)那闆r下，中央處理單元2可具有輔助可編程鍵盤(沒有畫出)，尤其在學習階段期間，其可用于指示例如產(chǎn)生的信號是什么類型。產(chǎn)生信號的類型，尤其是以下類型之一代替信號庫的參考信號之一的新信號(因此，被代替的參考信號的標識可通過輔助鍵盤傳送給中央處理單元2)，新的參考信號(或者為預存在而不完備的參考信號庫，或者為新的參考庫，尤其是對應新的溫度、濕度或物體5狀態(tài)的條件)，用以校驗已經(jīng)存在于信號庫中的參考信號的新信號。
此外，在學習階段期間，當信號庫的預定信號被確定時，僅當在同一敏感區(qū)域上，在緊隨第一次沖擊的產(chǎn)生的預定消逝時間內(nèi)，產(chǎn)生一個或多個沖擊，該庫的參考信號被證實時，才可以在適當?shù)臅r候進行補充，以便使該庫的參考信號有效。
在學習階段期間，信號庫的預定信號被確定時，在物體5上產(chǎn)生的沖擊，可以在該學習階段產(chǎn)生或者用象探針的硬物體，在設備的常規(guī)操作期間，更適合使用相同的探針，或者用更多振動吸收物體，例如粘在鋼筆末端的硬塑料橡皮，或類似的東西(發(fā)明人已經(jīng)能獲得一個好的結果，使用“Staedler”品牌的硬塑料橡皮作為幻燈片(transparencies))，在這種情況下，在設備的常規(guī)操作期間，用相對堅硬的物體和使用不夠堅硬的物體(手指甲、手指肚或者其他)一樣，在物體5上會產(chǎn)生沖擊。
此外，作為用于識別來自敏感區(qū)域10的檢測信號S(t)的前述方法的變形，可以使用如下方法(1)在學習階段期間，對每一個聲音信號Ri(t)計算傅里葉變換Ri(ω)，聲音信號由敏感區(qū)域i上的沖擊產(chǎn)生，其中i是在1和n間的序號Ri(ω)＝|Ri(ω)|·eji(ω)該傅里葉變換僅保留相位分量，在頻帶內(nèi)頻譜的幅值大于預定門限。
保留的參考信號的頻率形狀以R′i(ω)＝eji(ω)形式表達，|Ri(ω)|中的頻率ω大于預定門限，并且在其他頻率ω，R′i(ω)＝0。
舉例說，所討論的預定門限可以等于MAX/D和|B(ω)|的最大值，其中MAX或者是|Ri(ω)|的最大值，或者是每個能量歸一化|Ri(ω)|的模值最大值，或者每個能量歸一化|Ri(ω)|的模值平均值的包絡最大值，D是常量，比如說等于100，|B(ω)|是物體5內(nèi)的在不同時刻得到的幾個噪聲譜的平均值。
(2)在設備的常規(guī)操作期間，對每個檢測的信號S(t)進行和上邊步驟(1)相同的處理，使得得到信號S′(ω)＝ejψ(ω)，其中針對頻率ω，|S(ω)|大于上述的預定門限，在其他頻率S′(ω)等于0。
(3)然后，計算S′(ω)與R′(ω)共軛的乘積Pi(ω)，i＝1...n。
(4)通過除以它們的積分，對積Pi(ω)歸一化。
(5)然后，進行所有積Pi(ω)的傅里葉反變換，并且可得到時域函數(shù)Xi(t)。
根據(jù)不同函數(shù)Xi(t)，尤其根據(jù)其最大值，則信號S(t)可歸于敏感區(qū)域10之一。例如，不同函數(shù)Xi(t)最大值(相對值或絕對值)可計算得到，且信號S(t)可歸于敏感區(qū)域i，其對應有最大值的函數(shù)Xi(t)。在必要的情況下，保留的函數(shù)Xi(t)的最大值也可同事先定義的門限比較，例如門限等于0.6，并且當Xi(t)的最大值大于該門限(如果幾個函數(shù)Xi(t)的最大值大于0.6，則僅保留具有最大值的函數(shù)Xj(t))時，確定信號S(t)歸于區(qū)域i。
在必要的情況下，可以檢驗對應敏感區(qū)域i的信號S(t)的歸屬是否正確，比如說，通過計算值MMi＝Mi/M，其中Mi是Xi(t)絕對值的最大值，且M是所有值Mi的平均值。當值MMi大于某一極限，例如該極限為1.414，認為信號S(t)對應敏感區(qū)域i的歸屬正確。
還應該指出，為了得到關于敏感區(qū)域空間分辨率的信息，上述MMi值可通過用R′i(ω)來代替S′(ω)來計算得到。特別的，通過核實相應MMi值大于預定極限，例如大于1.414，從而核實序號為i的敏感區(qū)域沒有與其他區(qū)域混淆的風險。
此外，通過修改信號庫的預定信號為環(huán)境參數(shù)或參數(shù)的函數(shù)，也可以考慮不同的環(huán)境參數(shù)(溫度、相對濕度、機械強度等)。
因此，可以使用下邊的修正方法之一信號庫參考信號的線性時域膨脹或收縮在這種情況下，信號庫參考信號Ri(t)被信號Ri(αt)代替，其中α是一個非零正乘積系數(shù)，其是環(huán)境參數(shù)的函數(shù)，該系數(shù)α可理論確定或針對所給材料實驗確定，或者針對每個物體5實驗確定。
檢測信號S(t)的線性時域膨脹或收縮在這種情況下，參考信號Ri(t)保持不變，而檢測信號S(t)被S(αt)代替，其中α為上邊定義的系數(shù)。
參考信號的頻域的非線性膨脹或收縮在這種情況下，頻率信號R′i(ω)由R′i(ω′)代替，利用ω′=ωβ21+(ω/ωN).(β-1)′]]>其中ωN是處理設備采樣頻率的一半，且β為理論或?qū)嶒灤_定的系數(shù)；檢測信號S(t)在頻域的非線性膨脹或收縮在這種情況下，信號庫參考信號保持不變，并且信號S′(ω)被S′(ω′)代替，ω′如上邊定義。
在上述的兩種頻域的非線性膨脹或收縮情況下，也可以使用相位平均修正，在這種情況下，信號Ri(ω′)被Ri(ω′)·M′(ω)/N′(ω)代替，或信號S(ω′)被S(ω′)·M′(ω)/N′(ω)代替。在這些公式之一或其他公式中，N′(ω)＝M(ω)/|M(ω)|，并且N′(ω)＝N(ω)/|N(ω)|，M(ω)等于所有Ri(ω)的平均值，且N(ω)等于所有的Ri(ω′)的平均值。
參考信號Ri(ω)或檢測信號S(ω)的各個上述校正可由中央處理單元2尤其根據(jù)一個或多個傳感器(沒有畫出)給出的信息自動完成，或由用戶手工完成。
此外，應當指出，中央處理單元2可包括幾個參考信號庫以適應不同環(huán)境參數(shù)值。
此外，為了適合設備使用時產(chǎn)生的沖擊的類型，尤其適合用戶的手指或另一物體產(chǎn)生的沖擊，最好請求用戶在一個或多個預定敏感區(qū)域10生成沖擊，例如序號為m和p的兩個敏感區(qū)域。因此，檢測兩個時域信號Sm(t)和Sp(t)，計算它們的傅立葉變換Sm(ω)和Sp(ω)，并且計算下面兩項的平均值M1(ω)(Rm(ω·|Sm(ω)|)/(Rm(ω)|·Sm(ω))，并且(Rp(ω)·|Sp(ω)|)/(|Rp(ω)|·Sp(ω))。
那么，該平均值M1(ω)可在以前定義的步驟(3)中使用，其中用M1(ω)·Pi(ω)代替Pi(ω)，該乘積用于步驟(4)，代替Pi(ω)。
此外，應該指出，該發(fā)明允許用戶隨意定義敏感區(qū)域，且只有當物體5有效用作聲音接口時，中央處理單元2才適合保持敏感區(qū)域定義的有效性。在這種情況下，在未使用設備一段時間后，上述敏感區(qū)域的定義被中央處理單元2消除。
還應指出，在適當?shù)那闆r下，可以根據(jù)沖擊強度，對敏感區(qū)域上沖擊產(chǎn)生的函數(shù)進行調(diào)制。
還應指出，當物體5產(chǎn)生共振現(xiàn)象時，該共振現(xiàn)象導致敏感區(qū)域上每個沖擊產(chǎn)生的聲波的傳播延長，有利于提高已檢測聲音信號S(t)檢測的門限值(例如，對于捕獲的信號S(t)，增加到電子系統(tǒng)可接受的最大值的0.5倍)，該極限為電子系統(tǒng)檢測信號S(t)時捕獲信號S(t)的最大容許值，然后再降低該檢測門限值(特別是在指數(shù)方式中)到常規(guī)水平這樣，避免同一沖擊被多次檢測。
應當指出，在所有本發(fā)明的實施方式中，在必要的情況下，可以在物體5定義單個敏感區(qū)域，在這種情況下，比如說，根據(jù)同一區(qū)域連續(xù)產(chǎn)生的沖擊個數(shù)，仍然可以對該單個敏感區(qū)域上的幾個函數(shù)進行編碼。
此外，在必要的情況下，敏感區(qū)域10可以不預先定義，而是簡單的定義為設備使用期間接收到的連續(xù)沖擊的函數(shù)。于是舉例來說，設備可設計為比較三個敏感區(qū)域，每個敏感區(qū)域在接收到每個區(qū)域上的第一沖擊時被簡單定義，然后在收到隨后的沖擊時，被識別為“第一區(qū)域”、“第二區(qū)域”和“第三區(qū)域”。
此外，當敏感區(qū)域數(shù)量非常多時，在必要的情況下，可以利用自動設備在學習階段生成存儲在信號庫中的參考信號。舉例說，該自動設備包括二維運動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個步進發(fā)動機，例如用于在物體5表面移動刺激探針或類似物，并用該探針在各個敏感區(qū)域生成沖擊，探針由例如螺線管驅(qū)動。
仍然在敏感區(qū)域10非常多的情形下，可以將他們劃分成幾個類似的組。在這種情況下，在設備常規(guī)使用期間，當沖擊生成信號S(t)時，第一處理用于對應該信號S(t)到同類組之一，然后精確處理用于將該信號S(t)分配給該同類組的敏感區(qū)域之一。
還應指出，在必要的情況下，同一中央處理單元2可以處理來自幾個物體5的信號。另外，聲音傳感器或傳感器也可以直接連接網(wǎng)絡，尤其是IP網(wǎng)絡，以便給檢測信號指定單一的IP地址，通過該地址，連接至IP網(wǎng)絡的任何計算機都可以使用這些信號。
權利要求
1.一種用于定位形成聲音接口的物體(5、3、16、18)表面(9、15、17、22)上的沖擊的方法，其中該表面構成所述物體的一部分，聲音接口至少具有一個聲敏傳感器(6)，在該方法中，通過聲波檢測到至少一個信號，該聲波由所述沖擊在形成聲音接口的物體(5，3，16，18)中產(chǎn)生，通過處理所述檢測的信號定位該沖擊，其特征在于，該方法包括識別步驟，在該步驟中，將檢測信號與至少一個預定信號進行比較，該預定信號對應于當沖擊在至少一個敏感區(qū)域(10)產(chǎn)生時檢測的信號，該敏感區(qū)域為形成聲音接口(5、3、16、18)的物體表面的一部分，并且當檢測的信號與所述預定信號足夠相似時，將沖擊與所述敏感區(qū)域(10)相關聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中形成聲音接口的物體表面包含幾個敏感區(qū)域(10)，并且在識別步驟中，將檢測的信號與幾個預定信號進行比較，每個預定信號對應沖擊在所述敏感區(qū)域(10)的其中一個產(chǎn)生時檢測的信號。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2的方法，其中使用幾個聲敏傳感器(6)，并且在識別步驟中，每個聲敏傳感器檢測一個信號，并將不同聲敏傳感器檢測的信號彼此獨立地與預定信號進行比較。
4.根據(jù)前述任一權利要求的方法，其中使用幾個聲敏傳感器(6)，并且在識別步驟中，每個聲敏傳感器檢測信號，并將不同聲敏傳感器檢測的信號以相互不同的方式與預定信號進行比較。
5.根據(jù)前述任一權利要求的方法，其中幾個聲敏傳感器(6)用于測量幾個不同量級。
6.根據(jù)前述任一權利要求的方法，其中最多使用兩個聲敏傳感器。
7.根據(jù)權利要求1或權利要求2的方法，其中使用單個聲敏傳感器(6)。
8.根據(jù)前述任一權利要求的方法，包括初始學習過程，其間通過在每個敏感區(qū)域(10)至少產(chǎn)生一次沖擊，以實驗地確定每個預定信號。
9.根據(jù)權利要求1至8的任一項的方法，其中每個預定信號都是理論信號。
10.根據(jù)前述任一權利要求的方法，其中在識別步驟期間，通過互相關，將檢測的信號與所述至少一個預定信號進行比較。
11.根據(jù)權利要求1至9的任一項的方法，其中在識別步驟中，通過從語音識別、信號識別、形狀識別和神經(jīng)網(wǎng)絡識別中選擇的識別處理，將檢測的信號與所述至少一個預定信號進行比較。
12.根據(jù)前述任一權利要求的方法，其中在識別步驟中，檢測信號或者與單個敏感區(qū)域相關聯(lián)，或者與非敏感區(qū)域相關聯(lián)。
13.根據(jù)權利要求12的方法，其中每個敏感區(qū)域與預定信息要素相關聯(lián)，并且當沖擊與敏感區(qū)域相關聯(lián)時，使電子設備使用對應該敏感區(qū)域的預定信息要素。
14.根據(jù)權利要求12和13之一的方法，其中形成聲音接口的物體表面(9、15、17、22)包括n個敏感區(qū)域(10)，n至少等于2，并且識別步驟包括以下子步驟在檢測信號與所述預定信號Ri(t)之間取互相關，i為1和n之間的自然數(shù)，其代表敏感區(qū)域，這樣得到互相關函數(shù)Ci(t)；確定可能受觸發(fā)的敏感區(qū)域j，其對應互相關結果Cj(t)，Cj(t)具有大于其他結果Ci(t)的幅值的最大幅值；還確定互相關結果的幅度最大值的分布D(i)D(i)＝Max(Ci(t))，還確定Rj(t)與各個預定信號Ri(t)間互相關結果C′i(t)的幅度最大值分布D′i(t)D′(i)＝Max(C′i(t))，根據(jù)分布函數(shù)D(i)和D′(i)之間的校正程度，確定在敏感區(qū)域j上是否產(chǎn)生了沖擊。
15.根據(jù)權利要求12和13之一的方法，其中在識別步驟中，對檢測信號進行處理，以便從中提取代表檢測信號某些特征的數(shù)據(jù)，并且將提取的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進行比較，這些參考數(shù)據(jù)從在每個敏感區(qū)域上產(chǎn)生沖擊時檢測的信號中提取。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中在識別步驟，根據(jù)從檢測信號提取的所述數(shù)據(jù)確定編碼，并且將該編碼與表格進行比較，該表格給出至少某些編碼和每個敏感區(qū)域的對應關系。
17.根據(jù)權利要求1至14任一項的方法，其中形成聲音接口(5、3、16、18)的物體包括至少兩個敏感區(qū)域(10)，并且在識別步驟中，確定代表檢測信號和預定信號間相似性的相似值，將沖擊(I)與幾個相鄰敏感區(qū)域(R1-R4)相關聯(lián)，這些相鄰敏感區(qū)域?qū)畲笙嗨菩?，被稱為參考敏感區(qū)域，然后，根據(jù)屬于參考敏感區(qū)域(R1-R4)的相似值，確定表面上沖擊(I)的位置。
18.根據(jù)權利要求17的方法，其中確定表面上沖擊(I)的位置，使得屬于參考敏感區(qū)域(R1-R4)的相似值盡可能多地符合理論相似值，該理論相似值針對所述參考敏感區(qū)域，由表面上所述位置產(chǎn)生的沖擊計算得到。
19.根據(jù)權利要求18的方法，其中確定表面上沖擊(I)的位置，使得屬于參考敏感區(qū)域(R1-R4)的相似值盡可能好地符合理論相似值，該理論相似值針對所述參考敏感區(qū)域，由表面上所述位置產(chǎn)生的沖擊計算得到。
20.根據(jù)權利要求19的方法，其中理論相似值是表面上沖擊位置的函數(shù)，表面上的沖擊位置針對每一可能的參考敏感區(qū)域(R1-R4)集合預先確定。
21.根據(jù)權利要求8的方法，其中通過比較預定信號Ri(t)的相位和檢測信號的相位，來識別敏感區(qū)域。
22.根據(jù)權利要求21的方法，其中計算敏感區(qū)域i上沖擊產(chǎn)生的每個聲音信號Ri(t)的傅里葉變換 其中i為介于1和n之間的序號，并且通過該傅里葉變換，僅保留在頻帶ω內(nèi)的相位分量 其幅值|Ri(ω)|大于預定門限，然后，在設備常規(guī)操作期間，對每個檢測信號S(t)進行相同的處理。
23.根據(jù)權利要求22的方法，其中預定門限等于MAX/D和|B(ω)|的最大值，其中MAX從模值|Ri(ω)|的最大值中選出，模值|Ri(ω)|的最大值在能量上被歸一化，并且模值|Rj(ω)|平均值包絡的最大值也分別在能量上被歸一化，D為常數(shù)，|B(ω)|為不同時刻獲得的形成聲音接口的物體中幾個噪聲譜的平均值。
24.根據(jù)權利要求22或23之一的方法，其中在設備的常規(guī)操作期間計算積Pi(ω)作為參考，積Pi(ω)等于S′(ω)與Rj′(ω)共軛的乘積，其中i＝1…n，然后對Pi(ω)歸一化，然后計算所有積Pi(ω)的傅里葉反變換，并得到時域函數(shù)Xi(t)，以及根據(jù)所述時域函數(shù)Xi(t)，信號S(t)屬于敏感區(qū)域(10)。
25.根據(jù)權利要求24的方法，其中根據(jù)所述時域函數(shù)Xi(t)的最大值，信號S(t)屬于敏感區(qū)域(10)。
26.一種特別適合實現(xiàn)根據(jù)前述任一權利要求方法的設備，用于定位形成聲音接口的物體(5、3、16、18)表面(9、15、17、22)的沖擊，其中表面構成所述物體的一部分，該聲音接口具有至少一個聲敏傳感器(6)，該設備包括從聲波檢測至少一個信號的裝置，該聲波在形成聲音接口的物體(5、3、16、18)中由所述沖擊產(chǎn)生，以及通過處理所述檢測信號定位沖擊的裝置，其特征在于，該設備包括識別裝置，其適于將檢測信號與至少一個預定信號進行比較，該預定信號對應于當沖擊在至少一個敏感區(qū)域(10)產(chǎn)生時檢測的信號，該敏感區(qū)域為形成物體表面的一部分，以及用于當檢測的信號與所述預定信號足夠相似時，將沖擊與所述敏感區(qū)域(10)相關聯(lián)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及定位形成聲音接口的物體(5)表面(9)上的沖擊的方法，其中表面構成所述物體的一部分，聲音接口至少具有一個聲敏傳感器(6)。所述方法包含如下步驟通過聲波檢測到至少一個信號，該聲波由所述沖擊在形成聲音接口的物體中產(chǎn)生，并在識別步驟定位該沖擊。在識別步驟中，將檢測信號與至少一個預定信號進行比較，該預定信號對應于當沖擊在至少一個敏感區(qū)域產(chǎn)生時檢測的信號，該敏感區(qū)域為形成聲音接口的物體表面的一部分，并且當檢測的信號與所述預定信號足夠相似時，將沖擊與所述敏感區(qū)域相關聯(lián)。
文檔編號G01S5/18GK1669048SQ03816599
公開日2005年9月14日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權日2002年6月12日
發(fā)明者羅斯·基里·尼格, 斯特凡·卡特利納, 尼古拉·基耶菲恩, 馬蒂亞斯·芬克 申請人:國家科學研究中心, 德尼·狄德羅－巴黎第七大學