CN108784656B - 穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备 - Google Patents

穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本申请揭示了一种穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备，所述方法包括：生成识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别；根据所述识别检测信号向所述穿戴设备外发射识别光信号；将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号；根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴。解决了现有的穿戴设备无法判断自身是否被佩戴的技术问题，根据穿戴设备的佩戴与否，在穿戴设备没有被佩戴时不进行体征数据采集，将能够大大提升穿戴设备的续航时间。

Description

穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备
技术领域
本申请涉及穿戴设备技术领域，特别涉及一种穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备。
背景技术
PPG(photoplethysmograph，光电容积描记)心率传感器是基于发光二极管和光敏感器件组成的可用于监测心率及其它人体体征的复合型传感器，被广泛应用于例如智能手表、智能手环的穿戴设备上，对用户的体征进行定时监测。
以心率测量为例，现有的穿戴设备无法识别自身是否被用户所佩戴，MCU(microcontroller unit，微控制单元)控制发光二极管发出的光的强度处于相对窄的、固定的范围内，无论佩带与否，发光二极管发出的光与环境中的光交互后，光敏感器件所得到的反射光强度也处于相同的相对窄的、固定的范围，因此不仅无法对佩戴状态进行识别，甚至在没有佩带时，当环境光与发光管的光线交互处于一定比例，光敏感器件所得到的反射光的变化与实际佩带测量心率时的变化将十分接近，使MCU无法区分，得出虚假的心率。
由于现有的穿戴设备无法判断自身是否被佩戴，所以在用户没有佩戴时，穿戴设备也会进行体征检测，导致续航时间下降。
申请内容
为了解决相关技术中无法判断自身是否被佩戴，导致续航时间下降的技术问题，本申请提供了一种穿戴设备的佩戴识别方法、装置及穿戴设备。
一种穿戴设备的佩戴识别方法，所述方法包括：
生成识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别；
根据所述识别检测信号发射识别光信号；
将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号；
根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴。
在一示例性实施例中，所述方法还包括：
如果所述穿戴设备被佩戴，则通过体征采集信号触发所述穿戴设备进行体征数据采集。
在一示例性实施例中，所述通过体征采集信号触发所述穿戴设备进行体征数据采集，包括：
根据所述体征采集信号发射采集光信号；
所述采集光信号的一部分经人体反射至所述穿戴设备，所述穿戴设备对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号；
根据所述采集电信号计算得到所述人体的体征数据。
在一示例性实施例中，所述生成识别检测信号，包括：
生成占空比小于体征采集信号的所述识别检测信号。
在一示例性实施例中，所述方法还包括：
如果所述穿戴设备未被佩戴，则阻止所述穿戴设备进行体征数据采集。
一种穿戴设备的佩戴识别装置，其特征在于，所述装置包括：处理器、驱动单元、发光单元和光电转换单元，其中，
所述处理器向所述驱动单元输出识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别；
所述驱动单元根据所述识别检测信号驱动所述发光单元发射识别光信号；
所述光电转换单元对接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号；
所述处理器根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴。
在一示例性实施例中，所述驱动单元为驱动恒流源，所述发光单元为发光二极管，所述驱动单元根据所述识别检测信号驱动所述发光单元发射识别光信号，包括：
所述驱动恒流源在所述识别检测信号作用下产生电流信号；
所述电流信号输入所述发光二极管时，所述发光二极管根据输入的所述电流信号发射对应光照强度的所述识别光信号。
在一示例性实施例中，所述光电转换单元为光敏接收管。
一种穿戴设备，所述穿戴设备包括穿戴设备主体以及如前任一所述的装置。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在进行体征数据采集前，生成识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别，根据所述识别检测信号向所述穿戴设备外发射识别光信号。将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号，根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴。解决了现有的穿戴设备无法判断自身是否被佩戴的技术问题，根据穿戴设备的佩戴与否，在穿戴设备没有被佩戴时不进行体征数据采集，将能够大大提升穿戴设备的续航时间。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并于说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的佩戴识别方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的佩戴识别装置的框图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的佩戴识别装置的工作原理示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的电路结构示意图；
图5是根据图3对应实施例示出的一种穿戴设备的电路结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所描述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请提供一种穿戴设备的佩戴识别方法，将该佩戴识别方法应用于穿戴设备，使该穿戴设备在进行体征数据采集前能够先判断自身是否被佩戴。图1是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的佩戴识别方法的流程图。
如图1所示，该方法包括以下步骤。
步骤110，生成识别检测信号，该识别检测信号用于触发穿戴设备进行佩戴识别。
该识别检测信号区别于体征采集信号，体征采集信号用于触发穿戴设备进行体征数据采集。
穿戴设备一般是在配置的时间点生成体征采集信号，触发进行体征数据采集的，其中体征数据包括人体的生命体征数据，例如脉搏、血压。
识别检测信号不同于体征采集信号，识别检测信号所触发的是对穿戴设备是否被佩戴的识别检测。
步骤130，根据识别检测信号发射识别光信号。
在识别检测信号的触发下，穿戴设备向外发射识别光信号，该识别光信号的光强适应于识别检测信号。
步骤150，将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号。
发射识别光信号后，经过配置的时长，进行反射光信号的接收，应当理解，反射光信号是指在发射识别光信号后穿戴设备所接收采集的光信号，穿戴设备被佩戴时，反射光信号才是经人体反射后由穿戴设备接收的光信号。
步骤170，根据该识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。
识别光信号光强小，穿戴设备未被佩戴时，识别光信号和环境光交互，穿戴设备接收到的反射光信号和穿戴设备被佩戴时差异较大，因此，穿戴设备被佩戴与否所对应的识别电信号差异较大，所以，穿戴设备能够根据识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。
在进行体征数据采集前，生成识别检测信号，根据识别检测信号向穿戴设备外发射识别光信号，将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号，根据识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。解决了现有的穿戴设备无法判断自身是否被佩戴的技术问题，根据穿戴设备的佩戴与否，在穿戴设备没有被佩戴时不进行体征数据采集，将能够大大提升穿戴设备的续航时间。
在判断出自身是否被佩戴后，穿戴设备在自身所内置计算机程序的控制下，可以根据自身是否被佩戴，分别执行不同的计算机指令。
在一示例性实施例中，图1所示方法还包括此步骤：如果穿戴设备未被佩戴，则阻止该穿戴设备进行体征数据采集。
应当理解，穿戴设备是在自身所内置计算机程序的控制下，在指定时间进行体征数据采集的。
为避免在自身未被佩戴时仍进行体征数据采集，影响续航以及体征数据的数据质量，判断出自身未被佩戴后，穿戴设备执行相应计算机指令，不进行体征数据采集。
在一示例性实施例中，图1所示方法还包括此步骤：如果穿戴设备被佩戴，则通过体征采集信号触发该穿戴设备进行体征数据采集。
在一示例性实施例中，上述通过体征采集信号触发该穿戴设备进行体征数据采集包括以下步骤：根据体征采集信号发射采集光信号；采集光信号的一部分经人体反射至穿戴设备，穿戴设备对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号；根据采集电信号计算得到人体的体征数据。
采集光信号是由体征采集信号触发产生的，采集光信号的光强适应于体征采集信号，和识别光信号相比，采集光信号的光强较强，用户佩戴穿戴设备时，采集光信号一小部分被人体吸收，大部分则被人体反射回到穿戴设备。
人体血液量随心脏收缩变化，人体所吸收采集光信号的量随血液量变化，反射回到穿戴设备的采集光信号的量随之变化，采集电信号也相应变化，因此，能够根据采集电信号的变化计算得到人体的体征数据。
在一示例性实施例中，图1所示步骤110包括此步骤：生成占空比小于体征采集信号的识别检测信号。
识别检测信号的占空比被配置为小于体征采集信号的占空比，使得识别光信号的光强小于采集光信号的光强。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请上述方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
图2是根据一示例性实施例示出的一种穿戴设备的佩戴识别装置的框图。如图2所示，该穿戴设备的佩戴识别装置包括处理器210、驱动单元220、发光单元230和光电转换单元240。由于现有的穿戴设备内含处理器、驱动单元、发光单元和光电转换单元，因此，该装置装设于穿戴设备中时，无需新增硬件，成本低，可实现。
处理器210向驱动单元220输出识别检测信号，识别检测信号用于触发该穿戴设备进行佩戴识别。
驱动单元220从处理器210接收该识别检测信号，根据该识别检测信号，驱动发光单元230发射识别光信号。
识别光信号为发光单元230向穿戴设备外发射的光信号。
光电转换单元240对接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号。
光电转换单元240在发光单元230发射识别光信号后，在指定时间之后，进行光信号接收，将光电转换单元240所接收的该光信号作为反射光信号。
处理器210从光电转换单元240接收识别电信号，根据该识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。
在一示例性实施例中，如果穿戴设备未被佩戴，则阻止该穿戴设备进行体征数据采集。
在一示例性实施例中，如果穿戴设备被佩戴，则允许处理器210向驱动单元220输出体征采集信号，通过体征采集信号的输出触发穿戴设备进行体征数据采集。
在一实施例中，上述通过体征采集信号的输出触发穿戴设备进行体征数据采集，包括：
驱动单元220根据体征采集信号驱动发光单元230发射采集光信号。
采集光信号的一部分经人体反射至光电转换单元240，光电转换单元240对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号。
反射采集光信号即采集光信号经人体反射，由光电转换单元240接收到的部分。
处理器210根据光电转换单元240向自身传输的采集电信号计算得到人体的体征数据。
体征数据采集是在配置的指定时间进行的，可将上述识别检测信号的输出配置为在体征采集信号输出时间之前，也可配置为在检测到体征采集信号输出后，输出识别检测信号。
在一示例性实施例中，前述处理器210向驱动单元220输出识别检测信号，包括：
处理器210检测穿戴设备是否被触发进行体征数据采集。
如果是，则输出占空比小于体征采集信号的识别检测信号。
体征采集信号和识别检测信号都是由处理器210向驱动单元220输出的，但识别检测信号的占空比被配置为小于体征采集信号的占空比，使得识别光信号的光强小于采集光信号的光强。
识别光信号由于光强小，穿戴设备未被佩戴时，识别光信号和环境光交互，光电转换单元240接收到的反射光信号和穿戴设备被佩戴时差异较大，因此，穿戴设备被佩戴与否所对应的识别电信号差异较大，所以，处理器210能够根据识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。
在一示例性实施例中，上述处理器是MCU，驱动单元220为驱动恒流源，发光单元230为发光二极管，驱动单元220根据识别检测信号驱动发光单元230发射识别光信号，包括：
驱动恒流源在识别检测信号作用下产生电流信号。
当电流信号输入发光二极管时，发光二极管根据输入的电流信号发射对应光照强度的识别光信号。
在一示例性实施例中，光电转换单元240为光敏接收管。由前述发光二极管和光敏接收管构成PPG心率传感器，穿戴设备通过PPG心率传感器进行心率数据采集。
在具体实现中，如图3所示，发光二极管与光敏接收管在穿戴设备上装设于同一侧，用户佩戴穿戴设备时，装设有发光二极管及光敏接收管的一侧面对人体，发光二极管发出的光波粒子一小部分被人体吸收，大部分则被人体反射回到光敏接收管上。
人体血液量随心脏收缩变化，人体吸收的光波粒子量随血液量变化，返回投射到光敏接收管的光波粒子量也随之变化，输入到MCU的采集电信号相应变化。
PPG传感器的处理器控制发光二极管发出的光的强度处于相对窄的、固定的范围内，无论被佩戴与否，发光二极管发出的光与环境中的光交互后，光敏感器件所得到的反射光强度也处于相同的相对窄的、固定的范围。
因此，现有的穿戴设备一是无法识别自身是否佩戴，二是在没有被佩戴时，当环境光与发光管的光线交互处于一定比例，光敏感器件所得到的反射光的变化与实际佩戴测量心率时的变化将十分接近，使处理器无法区分，得出虚假的心率，影响心率数据的数据质量。本申请所提供的方法则解决了以上问题。
本申请提供一种穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括穿戴设备主体以及前述装置。
本申请还提供一种穿戴设备电路，如图4所示，该穿戴设备电路包括：处理器(图未示)、驱动单元(图中B部分)、发光单元(图中A部分)和光电转换单元(图中C部分)，处理器和光电转换单元通过图中S_OUT端连接，其中，
处理器向驱动单元输出识别检测信号(图中佩带识别测试脉冲信号)，识别检测信号区别于体征采集信号，体征采集信号用于触发穿戴设备进行体征数据采集。
驱动单元根据识别检测信号驱动发光单元发射识别光信号。
光电转换单元对接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号。
处理器根据识别电信号判断穿戴设备是否被佩戴。
如果穿戴设备未被佩戴，则阻止该穿戴设备进行体征数据采集。
如果穿戴设备被佩戴，则允许处理器向驱动单元输出体征采集信号(图中采样脉冲)，通过体征采集信号的输出触发穿戴设备进行体征数据采集。如图5所示，在具体实现中，驱动单元根据体征采集信号驱动发光单元发射采集光信号。
采集光信号的一部分经人体反射至光电转换单元，光电转换单元对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号。反射采集光信号即采集光信号经人体反射，由光电转换单元接收到的部分。处理器根据光电转换单元向自身传输的采集电信号计算得到人体的体征数据。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种穿戴设备的佩戴识别方法，其特征在于，所述方法包括：
生成识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别，所述识别检测信号的光强小于体征采集信号的光强；其中，所述识别检测信号的占空比小于所述体征采集信号的占空比；
根据所述识别检测信号发射识别光信号，所述识别光信号的光强小于采集光信号的光强，所述识别光信号的光强适应于所述识别检测信号；
将接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号；
根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴；
如果所述穿戴设备被佩戴，则通过体征采集信号触发所述穿戴设备进行体征数据采集；
所述通过体征采集信号触发所述穿戴设备进行体征数据采集，包括：
根据所述体征采集信号发射采集光信号，所述采集光信号的光强适应于所述体征采集信号；
所述采集光信号的一部分经人体反射至所述穿戴设备，所述穿戴设备对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号；
根据所述采集电信号计算得到所述人体的体征数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果所述穿戴设备未被佩戴，则阻止所述穿戴设备进行体征数据采集。
3.一种穿戴设备的佩戴识别装置，其特征在于，所述装置包括：处理器、驱动单元、发光单元和光电转换单元，其中，
所述处理器向所述驱动单元输出识别检测信号，所述识别检测信号用于触发所述穿戴设备进行佩戴识别，所述识别检测信号的光强小于体征采集信号的光强；
所述驱动单元根据所述识别检测信号驱动所述发光单元发射识别光信号，所述识别光信号的光强小于采集光信号的光强，所述识别光信号的光强适应于所述识别检测信号；其中，所述识别检测信号的占空比小于所述体征采集信号的占空比；
所述光电转换单元对接收到的反射光信号进行光电转换，得到识别电信号；
所述处理器根据所述识别电信号判断所述穿戴设备是否被佩戴；
如果穿戴设备被佩戴，则允许处理器向驱动单元输出体征采集信号，通过体征采集信号的输出触发穿戴设备进行体征数据采集；
所述通过体征采集信号的输出触发穿戴设备进行体征数据采集，包括：
驱动单元根据所述体征采集信号驱动发光单元发射采集光信号，所述采集光信号的光强适应于所述体征采集信号；
光电转换单元对接收到的反射采集光信号进行光电转换，得到采集电信号；
处理器根据光电转换单元向自身传输的采集电信号计算得到人体的体征数据。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动单元为驱动恒流源，所述发光单元为发光二极管，所述驱动单元根据所述识别检测信号驱动所述发光单元发射识别光信号，包括：
所述驱动恒流源在所述识别检测信号作用下产生电流信号；
所述电流信号输入所述发光二极管时，所述发光二极管根据输入的所述电流信号发射对应光照强度的所述识别光信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光电转换单元为光敏接收管。
6.一种穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括穿戴设备主体以及权利要求3至5任一所述的装置。
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