CN109407858A - 一种智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能眼镜，包括输入模块、输出模块、处理模块，其中，所述输入模块用于将用户行为转换成指令，所述处理模块用于执行来自输入模块的指令，所述输出模块用于输出应用模块执行指令的结果；所述输入模块、输出模块是设置在智能眼镜外部或者是嵌入智能眼镜体，所述处理模块是嵌入在智能眼镜内的电路板中，所述输入模块、输出模块和处理模块通过电路连接。本发明的有益效果在于，集成化在眼镜内部的智能硬件能实现多功能的体验。

Description

一种智能眼镜

技术领域

本发明涉及一种智能可穿戴产品的应用方法，具体涉及一款智能眼镜的应用方法。

背景技术

目前智能可穿戴设备在市场上颇受欢迎，各式各样的智能穿戴设备在人群中屡见不鲜。采用三轴重力加速度器即可实现计步功能的计步手环，运用蓝牙实现数据传输的无线耳机，是使用一个蓝牙芯片，而左右两边耳机之间以线连接，而TWS可以使得左右耳两边耳机分离、不用线连接。但是市面上大部分耳机都是这种蓝牙传输方式，然而通过电感实现触控、通过骨传导实现听音乐、打电话的头戴式眼镜，通过蓝牙实现设备与APP之间信息传输的设备也逐渐普及。

让眼镜成为我们日常生活的一部分，有了它，可以不用手环、手表、闹钟、耳机等，因为所有这些电子产品具备的功能它都可以实现，同时，也不因外观奇特戴在头上觉得特立独行引人围观，因为它和普通眼镜外观一样。

正因为眼镜是我们日常生活中不可缺少的装备，而眼镜的种类也繁多，每个人对眼镜的依赖程度不同，依赖眼镜的用户，日常生活基本是配戴眼镜，即便是不依赖眼镜的用户，外出时也会配戴诸如太阳镜之类的眼镜。而在眼镜上开发更多的功能，可进一步减少外出携带其他电子设备的可能性，做到解放用户的双手和包包。

发明内容

本发明的目的是提供一种拥有普通眼镜外型的多功能智能眼镜，在眼镜上开发更多的功能，可在旅行或者外出步行时，减少对手机的依赖，以及包包内携带更少的配件，通过如下技术方案实现的。

一种智能眼镜，包括设置在眼镜体的输入模块、输出模块、处理模块，其中，所述输入模块用于将用户行为转换成指令，所述处理模块用于执行来自输入模块的指令，所述输出模块用于输出应用模块执行指令的结果；

所述输入模块、输出模块是设置在智能眼镜外部或者是嵌入眼镜体，所述处理模块是嵌入在眼镜体内的软性电路板，所述输入模块、输出模块和处理模块通过电路连接。

进一步的，所述输入模块是设置在智能眼镜的镜腿上的麦克风、传感器装置、控制装置。

进一步的，所述传感器装置包括与处理模块电路连接的加速度传感器、陀螺仪，处理模块的芯片用于收集传感器装置获取的数据，进行处理或判断，所述数据满足设定的条件时，处理器向输出模块发送信号。

所述处理模块对陀螺仪最近N秒的数据进行积分，获取眼镜运动轨迹及人体头部转动角度，所述角度超过设定的阈值时，依据数值判断人体头部状态。

所述处理模块实施监测绕Z轴陀螺仪积分的值以及X轴和Y轴加速度传感器的二重积分量判断眼镜是有位移变化，判断眼镜是否带在头部。

所述处理模块根据加速度传感器得到的数据计算几何平均值，求二阶倒数，然后对这些数据得到的图形的整个波形进行分析，当数据波形超过设定的阈值时，判断为人体的运动状态，并记录运动的步数和时长以及计算出消耗的卡路里和距离。

如上，所述智能眼镜用于计步、根据头部动作发出指令。

所述输出模块是设置在智能眼镜上的微型扬声器，LED显示灯及震动马达，所述输出模块收到处理模块的信号后，根据信号选择微型扬声器发出声音信号、选择LED显示灯发出光信号或选择震动马达发出震动信号。

进一步的，所述智能眼镜还包括通信模块，用于与移动终端通信，所述移动终端通过APP应用与智能眼镜进行通信，其中：

移动终端APP端可实现对智能眼镜个性化设置，查看保存在智能眼镜中的数据，以及进行数据交换；

智能眼镜的处理模块根据输入模块所侦测到的身体动作，转换成指令，并通过通信模块将指令传送到移动终端，对移动终端进行操作。

本发明的有益效果是：本发明在有限的镜腿空间中实现多种技术的集成，与此同时还使得眼镜的外型与普通眼镜的外形基本相同。在实现让大众认可的普遍眼镜外观的同时，还体验到了一副眼镜带来的多功能体验。本发明的各种功能及其方法在相互保持独立运作的同时，又实现了集成化，共存于有限的镜腿空间中。虽然部分技术是目前已存在甚至是应用普遍的，但是能够将这些技术模块集成到一副小小的眼镜中并且实现预期的功能，却是比较新颖独特的。

附图说明

图1是本发明的智能眼镜逻辑结构示意图。

图2是本发明的智能眼镜与手机APP通信结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种智能眼镜，包括设置在眼镜体的输入模块、输出模块、处理模块，其中，所述输入模块用于将用户行为转换成指令，所述处理模块用于执行来自输入模块的指令，所述输出模块用于输出应用模块执行指令的结果；所述输入模块、输出模块是设置在智能眼镜外部或者是嵌入眼镜体，所述处理模块是嵌入在眼镜体内的电路板，本发明实施例中，可选择软性电路板或者PCB板，或者PCB板、软性电路板的结合，所述输入模块、输出模块和处理模块通过电路连接。所述眼镜腿部为眼镜左腿部和眼镜右腿部，所述眼镜左腿和眼镜右腿中的电路通过NFMI技术进行通信，在其他实施例中可替换为柔性电路板或软排线。眼镜左腿部和眼镜右腿部均设有输入模块，如各设置加速度传感仪或陀螺仪，处理模块设置在眼镜左腿部或眼镜右腿部，左右输入模块通过柔性电路或者NFMI技术将数据传送到处理模块的电路。

如上，眼镜左腿部或眼镜右腿部分别有电路，它们之间有通讯，其中可以通过两种方式连接：方式一：有线连接，可以为软排线或柔性电路；方式二：无线连接，其中，无线方式有两种，一种，是2.4GHz频段的通讯协议，如蓝牙、RF或Zigbee(其中TWS是一种蓝牙协议)另一种，是通过磁场通讯，如NFMI，本实施例中一蓝牙为例进行说明。

智能眼镜的镜片可采用市面上的各种光学镜片，可选择平光、近视、远视或者渐进镜片，镜片的选择并不影响本发明的智能眼镜的功能，为方便用户使用，可使用矫正后的光学镜片，或者是具有各种功能的光学镜片，满足不同用户的使用。

所述传感器装置包括与处理模块电路连接的加速度传感器、陀螺仪，处理模块的芯片用于收集传感器装置获取的数据，进行处理或判断，所述数据满足设定的条件时，处理器向输出模块发送信号。

本发明智能眼镜的应用方法主要包含以下方面：

所述输入模块是设置在智能眼镜的镜腿上的麦克风、传感器装置、控制装置。

麦克风，使用2个麦克风物理降噪或者1个麦克风配合软件消音进行算法降噪，以保证无噪音；利用语音记录笔记和待办事项，后保存至手机，也可以录制音频保存至手机。也可以加入唤醒语音助手、通过麦克风发送语音指令与眼镜和手机交互。还可加入助听器的功能，通过APP或者眼镜自身来放大麦克风获取到的声音，通过骨传导发出给佩戴者。

控制装置，在本实施例中，在眼镜腿外壳内部安置电感，紧贴壳内，在眼镜镜腿较为靠前的位置。手指在触控的地方单击、双击、长按、前滑、后滑就会实现相应的选择，达到预期的效果，单击可以暂停、播放、接电话、挂电话等，双击可以用户自定义，选择报时、听步数等，长按进行用户自定义，如启动Siri等语音助手,前滑后滑可以进行歌曲切换、调音量或者切换PPT页面等。控制装置的位置并不限于本实施例。

传感器装置，包括红外、重力感应器、霍尔传感器、心率检测器。霍尔与磁铁配合可以控制眼镜开关机，红外通过接收发射信号检测是否配戴眼镜来控制眼镜开关，六轴或九轴重力感应器如加速度、陀螺仪、地磁感应(九轴具备)，用于检测平移、变化角度以及具体方位，进而可以进行计步、头部姿势检测，以及检测一些用户的行为习惯、如坐姿、站姿、驼背等，也可以在开车时检测急刹车、急油门、是否检查侧镜、往窗外望、低头打瞌睡或看手机、急转弯等不良习惯。

所述输出模块是设置在智能眼镜上的微型扬声器，LED显示灯及震动马达，所述输出模块收到处理模块的信号后，根据信号选择微型扬声器发出声音信号、选择LED显示灯发出光信号或选择震动马达发出震动信号。

微型扬声器，如听音乐、接打电话、听导航、控制语音助手、报时、报天气、闹钟、倒计时或定时、跑表等，眼镜内置骨传导，通过头骨的震动传递声音，配合功放使用。同时内置闪存芯片和语音芯片，听音乐可以播放手机或其他蓝牙设备(电脑、电视、游戏机、平板)的音频，也可以将音乐储存至Flash芯片，独立于手机播放。报时、报步数、闹钟等可以独立于手机。控制语音助手、听导航等需要手机协助(用到手机的网络连接和GPS)。

LED显示灯是一种三色RGB LED，当眼镜开机时，蓝灯双闪(闪烁两下)；当眼镜在配对过程时，蓝色灯不断闪烁(每500ms间隔闪烁一次)；当眼镜配对完成时，蓝灯熄灭；当眼镜电量严重不足(3.2V)和不足(3.4V)时，红灯会双闪3次(每隔5S一次)，当有手机来电时，LED绿灯不断闪烁；当显示未接来电时，LED绿灯双闪三次(每隔五秒双闪一次，总计三次)；除此之外，设置有闹钟或者有新短信、新邮件、新日程活动通知时，白色灯会双闪三次(每隔五秒双闪一次，总计三次)。另外，当第三方开发者通过LED灯的接口和智能眼镜通讯时，可以根据需求，开启任意的灯效。

在本发明的其他实施例中，并不限于上述设置。

震动马达，当手机来短信、通知消息时眼镜会震动一下，当手机来电话时，眼镜会通过不断震动来提示，也可以考虑用不同的震动方式来提示。是否通过震动来进行提示是可以进行选择的，可以选择开启或者关闭震动。

震动马达可以替换为微型扬声器或者是LED显示灯，通过喇叭发出的提示音或LED灯闪烁发出的灯光进行提示。

实施例一：

利用本发明的技术方案进行计步，方法是：用三轴的加速度传感器得到的数据计算几何平均值，后对其求二阶倒数，然后对这些数据得到的图形的整个波形进行分析，当数据波形连续有规律的十次超过默认的阀值的时候，则步数直接加十，进入走路状态。利用前十步的数据定出接下里走路的阀值，同时每次走路时继续按照一定比例微调计步阀值，当阀值大于跑步阀值的时候，记做跑步，当步伐停止或者步频间隔相差过大，则停止计步，当再一次数据波形连续有规律的十次超过默认的阀值的时候，重新步数加十继续计步，算出走路、跑步步数和时长，结合用户的生理特征如身高、体重、年龄、性别等可以算出运动中消耗的卡路里、步行或跑步的距离。

实施例二：

利用本发明的技术方案进行头部控制，发出指令：包括点头、摇头、甩头、摆头、左右看等，可以用来接听电话等。通过陀螺仪对最近三秒内的数据进行积分，得到最近三秒的头部三轴转动的角度，当超过向下的阀值的时候预记做点头，当超过向上的阀值的时候预记做抬头，当超过向左(右)的阀值的时候记做左(右)甩头，当先超过左阀值后超过右阀值，或者先超过右阀值后超过左阀值，预记做摇头，只有当头部回归最近三秒数据初始的位置并且转动的角速度低于设定的值接近静止超过200毫秒，则记做这次头部控制动作结束，最后记录的动作生效。可以利用头部动作来控制虚拟菜单，或者一些自开发的小游戏，比如控制超级玛丽(用户跳玛丽也跳)等，或者活动颈部的操、检测坐姿站姿等。

如上，通过头部控制手段在驾驶车辆时的应用，通过加速度传感器最近10秒的数据的变化来判断开车的急刹车、急油门、急转弯，低头等。通过陀螺仪的积分，来判断是否有扭头观察后视镜。当过长时间没有发生观察后视镜的动作，以及超过三秒的低头的时候，会通过声音提醒司机不要疲劳驾驶，抬头后微微左右晃一下头表示清醒，声音提醒结束。

实施例三：

佩戴检测，判断智能眼镜是否戴在头部，头部所做出的指令是否是有效指令：加速度和陀螺仪同时使用，观测绕Z轴陀螺仪积分的值及X轴和Y轴加速度传感器的二重积分量判断眼镜是有位移变化而不是纯旋转；通过对陀螺仪数据的方差判断佩戴最后一步眼镜碰到头产生的抖动；通过佩戴到头上的陀螺仪的微动作判断最后是戴在头上，而不是做了佩戴的动作然后静止放在桌上，总结数据规律判断眼镜最终被佩戴在头上。

如图2所示，所述智能眼镜还包括通信模块，用于与移动终端通信，所述移动终端通过APP应用与智能眼镜进行通信，通信模块包括蓝牙装置、Wi-Fi装置、或者是ZigBee模块，采用其中之一的通信协议，用于智能眼镜盒移动终端之间的通信，本实施例以蓝牙连接为例。

移动终端APP端可实现对智能眼镜个性化设置，查看保存在智能眼镜中的数据，以及进行数据交换，与眼镜配套的APP通过低功耗蓝牙与眼镜相关联，以进行数据的同步与传输。在APP中可以进行以下操作：

APP与眼镜关联，在APP中可以为自己的眼镜起名字，将眼镜连接无线蓝牙，可以查看设备的ID，以及软件的版本号，后续有新版本发布可以进行软件升级。

查看数据，在APP上面显示了眼镜的电量、眼镜名称及蓝牙连接状态、佩戴者的运动情况(步数、卡路里、运动里程等)、每天的天气、当前的时间等信息可供用户查看，当然也可以通过对眼镜的操作如双击滑动等直接听取相关信息。

设置设备，可以在APP上对佩戴的眼镜相关项目进行自定义设置，比如通过APP可以设置闹钟、报时时间、设置使用触控的项目、设置音乐播放的效果、设置开车模式检测的项目、设置短信邮件应用程序消息接收的形式等等。

数据交互如传输音频，如音乐、电话、导航等。

智能眼镜的处理模块根据输入模块所侦测到的身体动作，转换成指令，并通过通信模块将指令传送到移动终端，对移动终端进行操作。

通过判断头部动作对手机输出若干指令，如远程控制手机拍照、录像，或通过APP放大声音，让眼镜具备助听器的功能。

比如，还可以在智能眼镜上设置开车模式，在APP上面设置此项，眼镜可以进入此模式，从而开启开车状态下的检测，例如急刹车、急油门、急转弯、路况等的系列提醒，提高行车安全性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能眼镜，包括设置在眼镜腿部的输入模块、输出模块、处理模块，其中，所述输入模块用于将用户行为转换成指令，所述处理模块用于执行来自输入模块的指令，所述输出模块用于输出应用模块执行指令的结果；

所述输入模块、输出模块是设置在眼镜腿部外或者是嵌入眼镜腿部，所述处理模块是嵌入在眼镜腿部的软性电路板，所述输入模块、输出模块和处理模块通过电路连接；

所述眼镜腿部为眼镜左腿部和眼镜右腿部，所述眼镜左腿部和眼镜右腿部通过无线连接或有线连接通信。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述的无线通信是通过近磁场无线通讯NFMI或无线射频通信，所述的有线连接通信是眼镜左腿部、眼镜右腿部通过连接柔性电路板或软排线电性连接通信。

3.根据权利要求2所述的智能眼镜，其特征在于，所述输入模块是设置在眼镜体的镜腿空间的麦克风、传感器装置、控制装置，其中，所述传感器装置包括与处理模块电路连接的加速度传感器、陀螺仪，处理模块的芯片用于收集传感器装置获取的数据，进行处理或判断，所述数据满足设定的条件时，处理器向输出模块发送信号。

4.根据权利要求1或3所述的智能眼镜，其特征在于，所述处理模块对陀螺仪最近N秒的数据进行积分，获取眼镜运动轨迹及人体头部转动角度，所述角度超过设定的阈值时，依据数值判断人体头部状态。

5.根据权利要求1或3所述的智能眼镜，其特征在于，所述处理模块实施监测绕Z轴陀螺仪积分的值以及X轴和Y轴加速度传感器的二重积分量判断眼镜是有位移变化，判断眼镜是否戴在头部。

6.根据权利要求1或3所述的智能眼镜，其特征在于，所述处理模块根据加速度传感器得到的数据计算几何平均值，求二阶倒数，然后对这些数据得到的图形的整个波形进行分析，当数据波形超过设定的阈值时，判断为人体的运动状态，并记录运动的步数和时长以及计算出消耗的卡路里和距离。

7.根据权利要求4-6所述的任一智能眼镜，其特征在于，所述智能眼镜用于计步、根据头部动作发出指令。

8.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述输出模块是设置在智能眼镜上的传声装置、LED显示灯及震动马达，所述输出模块收到处理模块的信号后，根据信号选择传声装置发出声音信号、选择LED显示灯发出光信号或选择震动马达发出震动信号。

9.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述智能眼镜还包括通信模块，用于与移动终端通信，所述移动终端通过APP应用与智能眼镜进行通信，其中：

移动终端APP端可实现对智能眼镜个性化设置，查看保存在智能眼镜中的数据，以及进行数据交换；

智能眼镜的处理模块根据输入模块所侦测到的身体动作，转换成指令，并通过通信模块将指令传送到移动终端，对移动终端进行操作。