CN108803897B - 一种可穿戴设备的亮屏控制方法及装置 - Google Patents
一种可穿戴设备的亮屏控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种可穿戴设备的亮屏控制方法,包括以下步骤:根据不同场景下抬腕动作对应的原始数据建模分析,划分灵敏度区间,并设定相应阈值作为判断标准S1;抬腕动作运算12根据加速度传感器11持续产生的原始加速度数据,匹配不同的灵敏度区间,动态调整判断阈值标准。若满足相应灵敏度区间的阈值设定,上报显示屏控制13有抬腕动作产生S2;显示屏控制13依据抬腕动作,根据当前设备的屏幕点亮情况,酌情判断是否触发亮屏动作S3。本发明能够根据所述可穿戴设备的不同动作状态,选择相匹配的灵敏度,对可穿戴设备亮屏的灵敏度进行动态调节,降低误亮率,提高用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴设备的亮屏控制技术,更具体地,涉及可穿戴设备亮屏时亮屏灵敏度的控制技术。
背景技术
抬腕亮屏侦测技术已广泛运用在智能可穿戴设备上,如智能腕表利用加速度传感器侦测佩戴者的抬腕,当加速度传感器侦测到的动作加速度参数达到设定的阈值时,点亮智能腕表的屏幕。包括智能腕表在内,现有的智能可穿戴设备配备的亮屏侦测技术,亮屏的灵敏度通常是固定的,由于无法根据佩戴者的动作幅度和参数进行调整,误亮概率较高,佩戴者体验较差。所以,需要一种新的亮屏侦测技术,以降低误亮概率,提高用户体验,延长电池的使用时间。
发明内容
本发明解决的问题是,通过提供一种可穿戴设备的亮屏控制方法及装置,以降低亮屏的错误率。
本发明第一技术方案为一种可穿戴设备的亮屏控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步骤,确定所述可穿戴设备的加速度数据;
第二步骤,根据所述加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态;
第三步骤,根据所述可穿戴设备的动作状态,确定所述状态对应的亮屏阈值;
第四步骤,根据所述加速度数据与所述亮屏阈值判断是否亮屏;
第五步骤,根据第四步骤的判断结果,控制显示屏亮屏。
第二技术方案基于第一技术方案,其特征在于,其中,所述第一步骤,确定所述可穿戴设备的加速度数据包括:
确定所述可穿戴设备在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的加速度数据分量;
第二步骤包括:
步骤a,根据所述加速度数据分量,确定所述可穿戴设备的三轴合加速度及其加速度沿时间轴变化的波形;
步骤b,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的波峰和波谷之间的高度差(Δh)以及相邻波谷之间的时间间隔(Δt),判断所述可穿戴设备的动作状态,
步骤c,在Hmin<Δh<Hmax,且Tmin<Δt<Tmax时判定所述可穿戴设备处于第一状态,任何一个不满足时判定所述可穿戴设备处于第二状态,其中,Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔。
第三技术方案基于第二技术方案,其特征在于,其中,第二步骤中的步骤b还包括:
根据所述加速度数据分量,确定在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上所述加速度数据分量的标准差;以及,
根据所述标准差,确定所述所述加速度的三轴离散均值,
所述步骤c,根据三轴离散均值确定所述第一状态或第二状态的动作幅度。
第四技术方案基于第三技术方案,其特征在于,其中,
第二步骤还包括:
步骤d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第一状态进行划分,
在Δt<Trun,三轴离散均值>Dr时,判定所述可穿戴设备处于第三状态,任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于第四状态,其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值。
第五技术方案基于第三技术方案,其特征在于,其中,
第二步骤还包括:
步骤e,根据三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第二状态进行划分,
三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于第五状态,不满足时,判定所述可穿戴设备处于第六状态,其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值。
第六技术方案基于第三技术方案,其特征在于,其中,所述第一状态对应于跑步走路状态,第二状态对应于跑步走路状态以外的其他状态。
第七技术方案基于第四技术方案,其特征在于,其中,所述第三状态对应于跑步状态,第四状态对应于走路状态。
第八技术方案基于第五技术方案,其特征在于,其中,所述第五状态对应于其他状态中的动作幅度大的状态,
第六状态对应于其他状态中的动作幅度小的状态。
第九技术方案为一种可穿戴设备的亮屏控制装置,其特征在于,包括:
加速度传感器,确定所述可穿戴设备的加速度数据;
第一模块,根据所述加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态;
第二模块,根据所述可穿戴设备的动作状态,确定所述状态对应的亮屏阈值;
第三模块,根据所述加速度数据与所述亮屏阈值判断是否亮屏;
第四模块,根据第三模块的判断结果,控制显示屏亮屏。
第十技术方案基于第九技术方案,其特征在于,
所述加速度传感器,用于确定所述可穿戴设备在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的加速度数据分量;
所述第一模块,包括以下模块:
模块a,根据所述加速度数据分量,确定所述可穿戴设备的三轴合加速度及其加速度沿时间轴变化的波形;
模块b,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的波峰和波谷之间的高度差(Δh)以及相邻波谷之间的时间间隔(Δt),判断所述可穿戴设备的动作状态,
模块c,在Hmin<Δh<Hmax,且Tmin<Δt<Tmax时判定所述可穿戴设备处于第一状态,任何一个不满足时判定所述可穿戴设备处于第二状态,其中,Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔。
第十一技术方案基于第十技术方案,其特征在于,
所述第一模块中的模块b还包括,
根据所述加速度数据分量,确定在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上所述加速度数据分量的标准差;以及,
根据所述标准差,确定所述所述加速度的三轴离散均值,
所述模块c,根据三轴离散均值确定所述第一状态或第二状态的动作幅度。
第十二技术方案基于第十一技术方案,其特征在于,
所述第一模块还包括:
模块d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第一状态进行划分,
在Δt<Trun,三轴离散均值>Dr时,判定所述可穿戴设备处于第三状态,任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于第四状态,其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值。
第十三技术方案基于第十一技术方案,其特征在于,其中,
第一模块还包括:
模块e,根据三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第二状态进行划分,
三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于第五状态,不满足时,判定所述可穿戴设备处于第六状态,其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值。
第十四技术方案基于第十一技术方案,其特征在于,其中,所述第一状态对应于跑步走路状态,第二状态对应于跑步走路状态以外的其他状态。
第十五技术方案基于第十二技术方案,其特征在于,其中,所述第三状态对应于跑步状态,第四状态对应于走路状态。
第十六技术方案基于第十三技术方案,其特征在于,其中,所述第五状态对应于其他状态中的动作幅度大的状态,
第六状态对应于其他状态中的动作幅度小的状态。
本发明的技术效果
本发明提供的一种可穿戴设备的亮屏控制方法及装置,能够根据所述可穿戴设备的不同动作状态,选择相匹配的灵敏度,对可穿戴设备亮屏的灵敏度进行动态调节,降低误亮率,提高用户的使用体验。
附图说明
图1是本发明提供的智能可穿戴设备中的亮屏控制部分的结构示意图;
图2是亮屏控制部分的原理说明图;
图3为可穿戴设备的亮屏控制装置的结构示意图;以及
图4为可穿戴设备的亮屏控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,参考标号是指本发明中的组件、技术,以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是本发明技术方案的具体化,各个部分的结构以及步骤可以根据需要做相应的调整,即,与本发明技术方案相关的其它具体实施方式,即使没有在具体实施方式中说明,也属于本发明权利要求的范围内。以下以智能腕表为例,对可穿戴设备的亮屏控制装置以及方法进行说明。
首先,通过图1和2对本发明提供的可穿戴设备的亮屏控制原理进行说明。
智能可穿戴设备1包括加速度传感器11、主控单元、显示屏14。加速度传感器11检测智能腕表1在三个维度(轴)上的加速度,主控单元用于控制整个智能可穿戴设备1的功能包括抬腕动作运算12和显示屏控制13。智能可穿戴设备1的其他功能可以是各种现有的或根据需要增加,其他功能可参考各种可穿戴设备,在此省略其说明。
可穿戴设备1戴在用户的手腕等身体部位使用时,如图2所示,根据不同场景下抬腕动作对应的原始数据建模分析,划分灵敏度区间,并设定相应阈值作为判断标准(S1);
抬腕动作运算12根据加速度传感器11持续产生的原始加速度数据,匹配不同的灵敏度区间,动态调整判断阈值标准。若满足相应灵敏度区间的阈值设定,上报显示屏控制13有抬腕动作产生(S2);
显示屏控制13依据抬腕动作,根据当前设备的屏幕点亮情况,酌情判断是否触发亮屏动作(S3)。
以下以智能腕表为例,对可穿戴设备的亮屏控制装置进行说明。
图3为可穿戴设备(智能腕表)的亮屏控制装置的结构示意图。
如图3所示,可穿戴设备的亮屏控制装置,包括:
加速度传感器11,确定所述可穿戴设备的加速度数据,即,加速度传感器11产生三轴加速度原始数据xi、yi、zi,i∈[0,∞],采样频率为fg,每秒采样fg个数据,一分钟采样60×fg个数据.
状态判断模块12a(第一模块),根据加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态。即,取长度为Nσ的窗口,加速度的原始数据以先进先出的原则进出窗口。状态判断模块12a分别计算窗口内数据xi、yi、zi的标准差σx、σy、σz求得加速度数据的离散值。根据下式计算三轴离散均值
根据下式合成三轴数据,得到三轴合加速度αi,
状态判断模块12a分析αi的数据波形,当一个波形的波谷波峰高度差Δh和两个波谷间隔时间Δt满足以下条件时,判定佩戴者进行了走路(walk)或者跑步(run)。
Hmin<Δh<Hmax
Tmin<Δt<Tmax
Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔。所述Hmin、Hmax、Tmin、Tmax是对佩戴者的各种运动状态的数据经过分析后,设定的数值。
状态判断模块12a中的模块c,根据三轴离散均值确定走路(walk)或者跑步(run)状态或其他状态的动作幅度,即,Δh和Δt,满足上式时,判定为走路(walk)或者跑步(run),有一个不满足时,判定为其他状态。
状态判断模块12a的模块d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值σ,对走路(walk)或者跑步(run)状态进行进一步划分,
在Δt<Trun,三轴离散均值时,判定所述可穿戴设备处于跑步(run)状态,任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于走路(walk),其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值。所述Trun、Dr是对佩戴者的各种运动状态的数据经过分析后,设定的数值。
这样,可穿戴设备的动作状态,即,佩戴者运动状态S被区分出:走路(walk)、跑步(run)、其他(others),三种状态分别记为Sw、Sr、So。
三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于动作幅度较大的状态,标记为Soh,不满足时,判定所述可穿戴设备处于静止不动或者动作幅度较小的状态标记为Sol,其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值。所述Do是对佩戴者的各种运动状态的数据经过分析后,设定的数值。
跑步或走路状态对应于第一状态,
跑步或走路状态以外的其他状态So对应于第二状态,
跑步状态Sr对应于第三状态,
走路状态Sw对应于第四状态,
其他状态中的动作幅度大的状态Soh对应于第五状态,
其他状态中的动作幅度小的状态Sol对应于第六状态。
亮屏阈值设定模块12b中设定有设定控制亮屏用的灵敏度γ与动作状态的对应关系。灵敏度γ与动作状态的对应关系如下式所示,其中γw表示走路状态对应的灵敏度γ,γr表示跑步状态对应的灵敏度γ,γoh表示其他状态时动作幅度大的状态对应的灵敏度γ,γol表示其他状态时动作幅度小的状态对应的灵敏度γ。
亮屏阈值设定模块12b中设定有不同的抬腕亮屏的判定条件阈值,也就是不同的动作状态对应的亮屏阈值Cγ。
亮屏触发运算模块12c根据加速度传感器11产生的加速度的原始数据xi、yi、zi,和亮屏阈值Cγ,产生触发亮屏的控制信号。触发亮屏的控制信号的方法可采用现有技术,如由加速度的原始数据xi、yi、zi计算合加速度α,根据合加速度α与亮屏阈值Cγ的关系控制显示屏14亮屏。
即,当加速度传感器数据xi、yi、zi符合相应灵敏度区间设定的阈值条件Cγ时,说明有抬腕看显示屏的动作发生,亮屏触发运算模块12c产生亮屏控制信号并发送至显示屏控制模块。
显示屏控制模块接收到亮屏控制信号,判断当前可穿戴设备的屏幕状态。若屏幕是熄灭状态,点亮屏幕;若屏幕已处于亮屏状态,忽略此次亮屏控制信号。
以下对整个控制流程进行说明。
图4示出了可穿戴设备的亮屏控制流程图。
如图4所示,包括以下步骤:
步骤10(第一步骤),确定所述可穿戴设备的加速度数据;
步骤20(第二步骤),根据所述加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态;
步骤30(第三步骤),根据所述可穿戴设备的动作状态,确定所述状态对应的亮屏阈值;
步骤40(第四步骤),根据所述加速度数据与所述亮屏阈值判断是否亮屏;
步骤50(第五步骤),根据第四步骤的判断结果,控制显示屏亮屏。
所述步骤10,可以采用以下方式确定所述可穿戴设备的加速度数据。即包括:
确定所述可穿戴设备在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的加速度数据分量;
步骤20,可以采用以下方式确定可穿戴设备的动作状态。即包括:
步骤a,根据所述加速度数据分量,确定所述可穿戴设备的三轴合加速度及其加速度沿时间轴变化的波形;
步骤b,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的波峰和波谷之间的高度差(Δh)以及相邻波谷之间的时间间隔(Δt),判断所述可穿戴设备的动作状态,
步骤c,在Hmin<Δh<Hmax,且Tmin<Δt<Tmax时判定所述可穿戴设备处于第一状态,任何一个不满足时判定所述可穿戴设备处于第二状态,其中,Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔。
其中,步骤中20的步骤b还可包括:
根据所述加速度数据分量,确定在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上所述加速度数据分量的标准差;以及,
根据所述标准差,确定所述所述加速度的三轴离散均值,
步骤c,根据三轴离散均值确定跑步或者走路状态(第一状态)或其他状态(第二状态)的动作幅度。
步骤20还可包括:步骤d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值,对所述可穿戴设备的跑步或者走路状态进行划分,
在Δt<Trun,三轴离散均值>Dr时,判定所述可穿戴设备处于跑步状态(第三状态),任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于走路状态(第四状态),其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值。
第二步骤20还可包括:
步骤e,根据三轴离散均值,对所述可穿戴设备的其他状态(第二状态)进行划分,
三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于其他状态中的动作幅度大的状态Soh(第五状态),不满足时,判定所述可穿戴设备处于其他状态中的动作幅度小的状态Sol(第六状态),其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值。
步骤30根据可穿戴设备的动作状态和加速度数据离散程度,将灵敏度γ划分如下:
根据不同的灵敏度γ,设置不同的抬腕亮屏的判定条件阈值,也就是亮屏阈值Cγ。
步骤40将持续产生的加速度原始数据,匹配不同的灵敏度区间,动态调整亮屏阈值。若原始数据满足相应灵敏度区间的亮屏阈值,判断亮屏。
步骤50根据亮屏判断结果,和当前设备的屏幕点亮情况,酌情判断是否触发亮屏动作。
以上对本发明的方法和装置进行了说明,由上可知,由于灵敏度、阈值根据不同的状态动态调节,在需要亮屏的时候能够正确的亮屏,不仅降低误亮率,进一步提高用户的使用体验。
应该注意的是,上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
Claims (8)
1.一种可穿戴设备的亮屏控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步骤,确定所述可穿戴设备的加速度数据,包括,确定所述可穿戴设备在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的加速度数据分量;
第二步骤,根据所述加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态,包括:
步骤a,根据所述加速度数据分量,确定所述可穿戴设备的三轴合加速度及其加速度沿时间轴变化的波形;
步骤b,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的波峰和波谷之间的高度差(Δh)以及相邻波谷之间的时间间隔(Δt),判断所述可穿戴设备的动作状态,根据所述加速度数据分量,确定在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上所述加速度数据分量的标准差;以及,根据所述标准差,确定所述加速度的三轴离散均值;
步骤c,根据三轴离散均值确定第一状态或第二状态的动作幅度,在Hmin<Δh<Hmax,且Tmin<Δt<Tmax时判定所述可穿戴设备处于第一状态,任何一个不满足时判定所述可穿戴设备处于第二状态,其中,Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔;
步骤d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第一状态进行划分,在Δt<Trun,三轴离散均值>Dr时,判定所述可穿戴设备处于第三状态,任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于第四状态,其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值;
步骤e,根据三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第二状态进行划分,
三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于第五状态,不满足时,判定所述可穿戴设备处于第六状态,其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值;
第三步骤,根据所述可穿戴设备的动作状态,确定所述状态对应的亮屏阈值;
第四步骤,根据所述加速度数据与所述亮屏阈值判断是否亮屏;
第五步骤,根据第四步骤的判断结果,控制显示屏亮屏。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,所述第一状态对应于跑步走路状态,第二状态对应于跑步走路状态以外的其他状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,所述第三状态对应于跑步状态,第四状态对应于走路状态。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,所述第五状态对应于其他状态中的动作幅度大的状态,
第六状态对应于其他状态中的动作幅度小的状态。
5.一种可穿戴设备的亮屏控制装置,其特征在于,包括:
加速度传感器,确定所述可穿戴设备的加速度数据,包括确定所述可穿戴设备在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上的加速度数据分量;
第一模块,根据所述加速度数据判断所述可穿戴设备的动作状态,包括以下模块:
模块a,根据所述加速度数据分量,确定所述可穿戴设备的三轴合加速度及其加速度沿时间轴变化的波形;
模块b,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的波峰和波谷之间的高度差(Δh)以及相邻波谷之间的时间间隔(Δt),判断所述可穿戴设备的动作状态,根据所述加速度数据分量,确定在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上所述加速度数据分量的标准差;以及,根据所述标准差,确定所述所述加速度的三轴离散均值,
模块c,根据三轴离散均值确定第一状态或第二状态的动作幅度,在Hmin<Δh<Hmax,且Tmin<Δt<Tmax时判定所述可穿戴设备处于第一状态,任何一个不满足时判定所述可穿戴设备处于第二状态,其中,Hmin表示波谷波峰最小高度差,Hmax表示波谷波峰最大高度差,Tmin表示两波谷最小时间间隔,Tmax表示两波谷最大时间间隔;
模块d,根据所述加速度沿时间轴变化的波形,在设定的取样窗口(N)内的相邻波谷之间的时间间隔(Δt)和三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第一状态进行划分,在Δt<Trun,三轴离散均值>Dr时,判定所述可穿戴设备处于第三状态,任何一个不满足时,判定所述可穿戴设备处于第四状态,其中,Trun表示跑步时两波谷的最大时间间隔,Dr表示跑步时的最小离散阈值;
模块e,根据三轴离散均值,对所述可穿戴设备的第二状态进行划分,三轴离散均值>Do时,判定所述可穿戴设备处于第五状态,不满足时,判定所述可穿戴设备处于第六状态,其中,Do表示为划分灵敏度而设定的离散阈值;
第二模块,根据所述可穿戴设备的动作状态,确定所述状态对应的亮屏阈值;
第三模块,根据所述加速度数据与所述亮屏阈值判断是否亮屏;
第四模块,根据第三模块的判断结果,控制显示屏亮屏。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,其中,所述第一状态对应于跑步走路状态,第二状态对应于跑步走路状态以外的其他状态。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,其中,所述第三状态对应于跑步状态,第四状态对应于走路状态。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,其中,所述第五状态对应于其他状态中的动作幅度大的状态,
第六状态对应于其他状态中的动作幅度小的状态。
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