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技术领域

本发明涉及一种基于海拔高度变化和水平位移的音频播放方法及装置，属于音频技术在 运动领域的应用。

背景技术

人们在运动时常常喜欢一边听音乐一边运动，例如跑步、爬山时，通过听音乐或者其他 一些类型的音频如鸟鸣等，可以增加运动的乐趣，消除运动的疲乏，调整运动者(主要是登 山者)的心情，进而促进运动的效率，提高运动的效果。但当前人们运动时听的音乐和音频 大都是实现选择一组音乐之后随机播放或者顺序播放，但人们在处于不同运动状态时常常倾 向于听不同类型的音乐或音频。以爬山为例，在登山时，如果登山之路较陡峭，或者登山速 度较快时，登山者体力消耗较大，如果此时听较雄壮有力的音频，则有利于登山者继续坚持， 登上山顶；如果登山之路较平缓，或者登山速度较慢时，登山者体力消耗较小，登山者较轻 松，常常喜欢听较轻松的音频。由于目前的技术无法实现自动切换，只能手动切换播放的音 乐或音频，这对登山者来说带来了使用上的不便，并且登山者需要在运动中转移注意力并腾 出手来切换音乐，使得运动存在安全隐患。目前市场尚未注意到这种需求，没有相关技术方 案出现。

发明内容

本发明提出一种基于海拔高度变化和水平位移的音频播放方法与装置，目的在于能够根 据登山者的海拔高度变化和水平位移自动选择合适的音频进行播放。

本发明技术方案提出一种基于海拔高度变化和水平位移的音频播放方法，包括以下步骤：

步骤1，音频分类，包括将音频分为不同类型，类型数记为M；

步骤2，运动状态设置，包括设置每种运动状态对应的音频类型；所述登山者的运动状态类 型分为地势状态和速度状态，地势状态包括“陡峭状态”、“平缓状态”和“平路状态”，速度状 态包括“快速状态”、“中速状态”、“慢速状态”；

步骤3，运动状态检测及相应地音频播放，包括以下子步骤，

步骤***，记检测次数为n，相应检测的时间记为T(n)，初始化n＝1，进行海拔高度和水 平位移初始检测，检测当前登山者所处位置的海拔高度H(1)和水平位置S(1)；

步骤***，音频初始播放；

步骤***，进行运动状态检测，包括在间隔一段时间t后，令n＝n+1，检测当前登山者所 处位置的海拔高度H(n)和水平位置S(n)，检测的时间记为T(n)；

步骤***，运动状态计算判断，包括以下子步骤，

步骤***，判断是否海拔高度变化DelH(n)不等于0且水平位移DelS(n)等于0，是则判断地 势状态为“陡峭状态”，进入步骤***，否则进入步骤***；

其中，DelH(n)＝|H(n)-H(n-1)|，DelS(n)＝|S(n)–S(n-1)|；

步骤***，判断是否水平位移DelS(n)等于0，是则判断登山者处于“平路状态”，进入步骤***， 否则进入步骤***；

步骤***，计算登山者登山之路的陡峭程度D(n)，D(n)＝DelH(n)/DelS(n)；

步骤***，进行地势状态判别，

如果D(n)小于D1，则登山者处于“平路状态”；

如果D(n)不小于D1且小于D2，则登山者处于“平缓状态”；

如果D(n)不小于D2，则登山者处于“陡峭状态”；

其中，D1是“平路状态”与“平缓状态”的预设划分标准，其中D2是“平缓状态”与“陡峭状 态”的预设划分标准；

步骤***，计算登山者的空间方位变化DelK(n)如下，

<math> <mrow> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>K</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>H</mi> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>H</mi> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> </math>

步骤***，计算登山者的空间方位变化速度VH(n)＝DelK(n)/(T(n)-T(n-1))；

步骤***，进行速度状态判别如下，

如果VH(n)小于V1，则登山者处于“慢速状态”，

如果VH(n)不小于V1且小于V2，则登山者处于“中速状态”，

如果VH(n)不小于V2，则登山者处于“快速状态”；

其中，V1是“慢速状态”与“中速状态”的划分标准，其中V2是“中速状态”与“快速状态” 的划分标准，V1和V2为相应的预设阈值；

步骤***，判断检测的时间T(n)相应状态与上一次检测的时间T(n-1)相应状态是否不同， 如果不同则根据新的状态播放对应的音频类型，如果音频类型相同则不切换；然后返回步骤 ***，直到停止流程。

而且，所述音频是从其他电子设备输入获取，或从网络下载获取，或通过录音获取，或 通过音频生成工具制作获取。

而且，设P1表示“陡峭状态”、P2表示“平缓状态”、P3表示“平路状态”，S1表示“快速状 态”、S2表示“中速状态”、S3表示“慢速状态”，综合后构成了登山者的状态集合{P1S1,P1S2, P1S3,P2S1,P2S2,P2S3,P3S1,P3S2,P3S3}，集合中综合状态和音频类型的对应关系为一对 一，或一对多，或多对一。

本发明还提供一种基于海拔高度变化和水平位移的音频播放装置，包括以下模块：

音频分类模块，用于将音频分为不同类型，类型数记为M；

运动状态设置模块，用于设置每种运动状态对应的音频类型；所述登山者的运动状态类型分 为地势状态和速度状态，地势状态包括“陡峭状态”、“平缓状态”和“平路状态”，速度状态包 括“快速状态”、“中速状态”、“慢速状态”；

海拔高度检测模块，用于检测登山者当前所处位置的海拔高度；

水平位置检测模块，用于检测登山者当前所处位置的水平位置；

计时模块，用于记录检测的相应时间；

运动状态计算模块，用于根据由海拔高度检测模块得到的海拔高度、水平位置检测模块得到 的水平位置和计时模块得到的时间，计算得到登山者当前的运动状态；

音频播放模块，用于根据由运动状态计算模块得到的运动状态，和运动状态设置模块的运动 状态与音频类型对应关系，得到当前运动状态对应的音频类型，并播放该音频类型的音频；

而且，音频播放工作过程如下，

运动状态计算判断模块记检测次数为n，将计时模块所得相应检测的时间记为T(n)，初 始化n＝1，命令海拔高度检测模块和水平位置检测模块分别进行海拔高度和水平位移初始检 测，检测当前登山者所处位置的海拔高度H(1)和水平位置S(1)；

音频播放模块进行音频初始播放；

运动状态计算判断模块进行实时运动状态检测，包括在间隔一段时间t后，令n＝n+1， 命令海拔高度检测模块和水平位置检测模块分别检测当前登山者所处位置的海拔高度H(n)和 水平位置S(n)，将计时模块所得相应检测的时间记为T(n)；然后进行运动状态计算判断；

音频播放模块判断检测的时间T(n)相应状态与上一次检测的时间T(n-1)相应状态是否不 同，如果不同则根据新的状态播放对应的音频类型，如果音频类型相同则不切换；然后命令 运动状态计算判断模块工作，直到停止。

而且，所述运动状态计算判断模块进行实时运动状态检测，实现方式如下，

步骤***，判断是否海拔高度变化DelH(n)不等于0且水平位移DelS(n)等于0，是则判断地 势状态为“陡峭状态”，进入步骤***，否则进入步骤***；

其中，DelH(n)＝|H(n)-H(n-1)|，DelS(n)＝|S(n)–S(n-1)|；

步骤***，判断是否水平位移DelS(n)等于0，是则判断登山者处于“平路状态”，进入步骤***， 否则进入步骤***；

步骤***，计算登山者登山之路的陡峭程度D(n)，D(n)＝DelH(n)/DelS(n)；

步骤***，进行地势状态判别，

如果D(n)小于D1，则登山者处于“平路状态”；

如果D(n)不小于D1且小于D2，则登山者处于“平缓状态”；

如果D(n)不小于D2，则登山者处于“陡峭状态”；

其中，D1是“平路状态”与“平缓状态”的预设划分标准，其中D2是“平缓状态”与“陡峭状 态”的预设划分标准；

步骤***，计算登山者的空间方位变化DelK(n)如下，

<math> <mrow> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>K</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>H</mi> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>D</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>H</mi> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow> </math>

步骤***，计算登山者的空间方位变化速度VH(n)＝DelK(n)/(T(n)-T(n-1))；

步骤***，进行速度状态判别如下，

如果VH(n)小于V1，则登山者处于“慢速状态”，

如果VH(n)不小于V1且小于V2，则登山者处于“中速状态”，

如果VH(n)不小于V2，则登山者处于“快速状态”；

其中，V1是“慢速状态”与“中速状态”的划分标准，其中V2是“中速状态”与“快速状态”的划 分标准，V1和V2为相应的预设阈值。

而且，所述音频是从其他电子设备输入获取，或从网络下载获取，或通过录音获取，或 通过音频生成工具制作获取。

而且，设P1表示“陡峭状态”、P2表示“平缓状态”、P3表示“平路状态”，S1表示“快速状 态”、S2表示“中速状态”、S3表示“慢速状态”，综合后构成了登山者的状态集合{P1S1,P1S2, P1S3,P2S1,P2S2,P2S3,P3S1,P3S2,P3S3}，集合中综合状态和音频类型的对应关系为一对 一，或一对多，或多对一。

本发明提出了基于海拔高度变化和水平位移的音频播放方法与装置，登山者的登山速度 以及当前登山之路的陡峭程度可以由海拔高度变化和水平位移得到，通过检测登山者的海拔 高度变化和水平位移选择播放合适的音频，无需用户手动切换，给登山者带来更好的使用体 验，同时可提高登山者运动的安全性。便携式的音频播放装置的购买者很多是运动爱好者， 本发明提出的自动选择切换播放技术可进一步提高音频播放装置的智能性，满足众多运动爱 好者的需求，因此，本发明将具有重大的市场价值。