CN112213012B - 头戴式耳机佩戴舒适度检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置和方法。其中检测装置包括：头部模型以及多个压力传感器，多个压力传感器分散设置在头部模型上的佩戴部位上，用于采集佩戴部位处的压力值。通过本实施例的检测装置可以客观的得到产品佩戴后对用户头部各接触部位的压力值，根据该压力值即可判断出头部某部位是否压力过大，使用户有不舒适的感觉，同时获取的各部位的压力信息，也可以为工程师的修模提供指导方向，因此采用该检测装置可以节省大量的人力和时间成本，提高产品的生产效率。

Description

头戴式耳机佩戴舒适度检测装置和方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置和方法。

背景技术

随着科学技术飞速发展和人们生活水平的不断提高，用户对产品的舒适性、宜人性需求予以更多的关注。对于与人体具有直接接触面的可穿戴产品——头戴式耳机而言，用户越来越关注其使用的舒适性。

目前的耳机开发过程中，需要找大量的人去验证佩戴舒适度，然后收集用户反馈，进行结构修模，这样需要消耗大量的人力成本。同时，验证人群的主观评价不具备客观性，无法给工程师一个准确的修模方向，导致工程师需要多次修模，增加了产品开发的周期和时间成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有的采用大量用户去试戴头戴式耳机以根据用户反馈来确定产品的舒适性的方法，人力成本和时间成本较高。

一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,包括：头部模型以及多个压力传感器；

所述多个压力传感器分散设置在所述头部模型上的佩戴部位上，用于采集所述佩戴部位处的压力值；

其中，所述佩戴部位包括头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位以及头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位。

在一种实施例中，还包括处理器，所述处理器用于根据所述多个压力传感器采集的压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求。

在一种实施例中，所述头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位为从左耳经过头顶依次延伸到右耳的部位，所述头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位上设有多个压力传感器。

在一种实施例中，所述头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位包括耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位；

所述头部模型上耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位设有多个压力传感器。

在一种实施例中，所述多个压力传感器设置在距离所述头部模型表层0.4-1.2mm的部位。

在一种实施例中，判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求的方法包括：

判断所述佩戴部位受到的压力大小是否均匀；

判断所述佩戴部位受到的压力值是否小于预设的压力阈值；

若所述压力大小均匀，且压力值小于预设的压力阈值，则判断当前佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求。

在一种实施例中，判断所述佩戴部位受到的压力大小是否均匀的方法包括：

预设均匀阈值，用于表示特定区域所受压力的均匀性；

获取所述佩戴部位所受到的压力的均匀值，所述均匀值为该佩戴部位所有压力传感器采集到的压力的平均值与最小压力值之差，或该佩戴部位的最大压力值与最小压力值之差；

若所述均匀值小于所述均匀阈值，则确定所述佩戴部位受到的压力大小均匀。

在一种实施例中，判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求的方法包括：

将所述佩戴部位划分为多个敏感区域；

对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求；

判断是否所有敏感区域都满足预设的舒适度要求，若是则确认当前耳机佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求。

在一种实施例中，所述处理器还用于：

生成特定区域的压力分布云图；或

根据特定区域内的所有压力传感器采集到的压力值计算等效应力，并生成该特定区域的应力分布云图。

一种头戴式耳机佩戴舒适度检测方法,包括：

采集人耳模型或者头部模型上与头戴式耳机接触的多个部位处的压力值；

根据所述压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求。依据上述实施例的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其包括：头部模型以及多个压力传感器，多个压力传感器分散设置在头部模型上的佩戴部位上，用于采集佩戴部位处的压力值。通过本实施例的检测装置可以客观的得到产品佩戴后对用户头部各接触部位的压力值，根据该压力值即可判断出头部某部位是否压力过大，使用户有不舒适的感觉，同时获取的各部位的压力信息，也可以为工程师的修模提供指导方向，因此采用该检测装置可以节省大量的人力和时间成本，提高产品的生产效率。

附图说明

图1为本申请实施例的舒适度检测装置结构框图；

图2为本实施例的头部模型结构示意图；

图3为本实施例的人耳模型在一个视角下的结构示意图；

图4为本实施例的人耳模型在另一个视角下结构示意图；

图5为本实施例的一个压力传感器的位置示意图；

图6为本实施例的另一个压力传感器的位置示意图；

图7为本实施例的另一个压力传感器的位置示意图；

图8为本申请实施例的人耳处压力分布云图示意图；

图9为本申请实施例的舒适度检测方法流程图。

图10为本申请实施例的检测装置使用流程图；

图11为另一种实施例的检测方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

在本发明实施例中，提供一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其包括：头部模型以及多个压力传感器，多个压力传感器分散设置在头部模型上的佩戴部位上，用于采集佩戴部位处的压力值。通过本实施例的检测装置可以客观的得到产品佩戴后对用户头部各接触部位的压力值，根据该压力值即可判断出头部某部位是否压力过大，使用户有不舒适的感觉，同时获取的各部位的压力信息，也可以为工程师的修模提供指导方向，因此采用该检测装置可以节省大量的人力和时间成本，提高产品的生产效率。

实施例一：

请参考图1和图2，本实施例提供一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其包括：头部模型以及多个压力传感器1；多个压力传感器1分散设置在头部模型上的佩戴部位上，用于采集佩戴部位处的压力值，依此模拟用户佩戴耳机时的压力感知。通过本实施例的检测装置可以客观的得到产品佩戴后对用户头部各接触部位的压力值，根据该压力值即可判断出头部某部位是否压力过大，例如耳廓受到的压力值大于实验得到的其痛感压力，即大于痛感压力时用户耳廓会感到痛感，使用户有不舒适的感觉，同时获取的各部位的压力信息，也可以为工程师的修模提供指导方向，因此采用该检测装置可以节省大量的人力和时间成本，提高产品的生产效率。

进一步的，该检测装置还包括处理器2，处理器2与多个压力传感器1通信连接，用于根据多个压力传感器1采集的压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求。

本实施例的佩戴部位包括头戴式耳机的耳罩以及头戴梁与头部的接触部分，例如佩戴部位包括头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位以及头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位。具体的，如图2，头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位为从左耳经过头顶依次延伸到右耳的部位。头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位上设有多个压力传感器，多个压力传感器可以均匀设置，也可以根据需要非均匀设置，例如靠近耳朵的地方设置的压力传感器较多，即靠近耳朵的部位的压力传感器密度比较大，靠近头顶位置处设置的压力传感器数量较少，即靠近头顶部位的压力传感器密度较小。本实施例图2中以头部的一侧为例，在头戴式耳机与头戴梁接触的部位上均匀设置有压力传感器传感器H1、H2、H3、H4、H5和H6，同时在头皮上与耳罩接触的一圈部位上均匀设有压力传感器H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18、H19、H20。具体的，设置压力传感器时可以将其布设在人头部重要神经、穴位或者血管处，以模拟人头部获取这些位置感受到的压力值。

本实施例的头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位包括但不限于耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位。如图3和图4，头部模型上耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位均匀设有多个压力传感器。例如图3，在耳廓内侧部分上依次设有压力传感器E9、E10、E11、E12、E13、E14、E15、E16，在耳根一侧均匀设置有压力传感器E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8。例如图4，在耳廓外侧部位设置有压力传感器E17、E18、E19、E20、E21，在外侧耳根处依次设有压力传感器E22、E23、E24、E25、E26。其中，多个压力传感器可以均匀设置，也可以非均匀设置。

其中，本实施例的多个压力传感器均设置在距离头部模型表层0.5mm的部位，经测试压力传感器设置在距离头部模型表层0.5mm可以精确的采集表层受到的压力，以模拟用户头部表层受到耳机的压力。为了方便布设，本实施例的压力传感器采用贴片式压力传感器，其大小为1.3*1.3*0.6mm，如图5为压力传感器H14的位置示意图，如图6为压力传感器E4的位置示意图，图7为压力传感器E9的位置示意图，通过实验得出，这样设置压力传感器符合实际佩戴中的压力感受，更能反映用户佩戴耳机后的舒适度体验。

其中，本实施例中判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求的方法包括：判断佩戴部位受到的压力大小是否均匀；判断佩戴部位受到的压力值是否小于预设的压力阈值；若压力大小均匀，且压力值小于预设的压力阈值，则确定当前佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求。

如图9，本实施例具体包括：

步骤101：将佩戴部位划分为多个敏感区域；每个敏感区域对应设有一个压力阈值和一个用于表示受力均匀性的均匀阈值。具体依据每个敏感区域对压力的感知敏感程度不同来划分，例如耳朵上的神经对压力感知更加敏感，而头盖骨处的神经对压力的感知相对来说不是很敏感。因此对于每个敏感区域对应设有一个压力阈值和一个用于表示受力均匀性的均匀阈值。例如压力阈值为0-1.6MPa。

步骤102：对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求；具体的，根据该敏感区域内所有压力传感器采集到的压力值计算该敏感区域的均匀值，判断该均匀值是否小于预设的均匀阈值，若是则确定当前敏感区域受力均匀；进一步判断当前敏感区域的受到的压力的均值是否小于预设的压力阈值，若是则确定当前敏感区域满足预设的舒适度要求。其中，例如敏感区域的均匀值为该佩戴部位所有压力传感器采集到的压力的平均值与最小压力值之差，或该佩戴部位的最大压力值与最小压力值之差。

步骤103：判断是否所有敏感区域都满足预设的舒适度要求，若是则确认当前耳机佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求。根据压力分布云图的均匀性判断佩戴部位受到的压力大小是否均匀，若佩戴部位受力均匀且受到的压力值在小于预设的压力阈值，则确定当前佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求。其中均匀阈值和压力阈值是需要进行实验验证，通过用户的反馈以及测量的压力数值来设置。例如可以针对不舒适用户，设计仿形的人工头和人工耳，佩戴上耳机后，检测不舒适位置的压力值，然后不同的用户做相同的检测后取平均值，那此数值可以当作压力阈值。

其中，耳机戴在人头上，必然会在人头及耳廓等处产生一定的接触压力，在计算一个敏感区域的受到的压力均匀性时，可以以该敏感区域内的所有压力传感器采集到的压力的平均值与最小压力值之差来衡量，若两者差值小于均匀阈值，则认为压力分布均匀，即均匀值可以为压力的平均值与最小压力值的差值或者为最大压力值与最小压力值的差值。即还可以以该敏感区域内的最大压力值与最小压力值之差来衡量，若两者差值在预设的范围内，则认为压力分布均匀。

进一步的，本实施例的处理器2还用于根据每个敏感区域内所有压力传感器采集到的压力值生成该敏感区域的压力分布云图，压力分布云图类似卫星分布云图或者温度分布云图一样，是将多个压力传感器采集的压力值通过Mat l ab软件绘制成的采用不用的颜色深度表示压力大小的云图，这样得到多个敏感区域的压力分布云图。

其中，某个部位受到的压力的大小也可以通过该部位受到的应力表示，因此也可以通过获取某部位的应力来表示该部位受到的压力大小。

在另一种实施例中，处理器2还用于根据每个敏感区域内所有压力传感器采集到的压力值，计算该敏感区域的等效应力并生成该敏感区域的等效应力分布云图。

在另一种实施例中，处理器2还用于根据佩戴部位上所有压力传感器采集到的压力值生成佩戴部位的压力分布云图；

在另一种实施例中，处理器2还用于根据佩戴部位上所有压力传感器采集到的压力值计算该佩戴部位的等效应力并生成该佩戴部位的等效应力分布云图。

通过生成的压力分布云图或者应力分布云图可以对某个敏感区域或者整个佩戴部位受到的压力有一个整体的认识，更加直观，方便专家观察每个部位受到的压力值的差异，为工程师的修模提供指导方向。

在另一个实施例中，在计算一个敏感区域的压力是否均匀时，还可以通过对压力分布云图或者应力分布云图的图形进行处理来实现。例如，对于任意一个敏感区域，根据生成的压力分布云图得到该敏感区域的均匀值，(例如，基于图像处理的方法，根据压力分布云图的不同颜色，获取该敏感区域的均匀值)。之后，判断该均匀值是否小于均匀阈值，若是则表示当前敏感区域的受力均匀。例如对于任意一个敏感区域，根据压力值计算该区域的等效应力，并获取该敏感区域的等效应力分布云图。根据等效应力分布云图得到该敏感区域的均匀值，判断该均匀值是否小于预设的均匀阈值，若是则表示当前敏感区域的受力均匀。

其中，等效应力

可以作为一种应力处理方法，在一定程度上避免应力集中问题对结果评价的干扰。通过获取接触应力计算出面内主应力，继而得到等效应力数值。拟用等效应力分布云图，根据其大小来衡量耳机的舒适性，应力均匀程度越高(最大应力与最小应力之差)，两者的差值越小，应力均匀性越好，用户佩戴的舒适性越好。

上式中

为等效应力，δ₁、δ₂为面内主应力，δ₁、δ₂分别通过相邻两个压力传感器分别测得的压力值计算得到，r为人耳的厚项异性指数，通过检测即可获取。

进一步的，该检测装置还包括输出装置3(例如显示器)，输出装置3与处理器2通信连接，用于输出压力分布云图、等效应力分布云图、压力值，以及判断结果。如图8为本申请实施例采集的人耳处的压力分布云图，其中，输出的压力分布云图、等效应力分布云图、压力值、以及舒适度判断结果可以是整个头部模型的，也可以是划分的敏感区域的。输出的这些信息可以指导工程师的修模方向，因此采用该检测装置可以节省大量的人力和时间成本，提高产品的生产效率。

如图10，采用本申请的检测装置时检测过程为：

步骤201：装配头部模型或人耳模型，人耳模型或头部模型装配好后，连接好检测装置；

步骤202：将待测试的头戴式耳机佩戴在人耳模型或头部模型上；

步骤203：检测待测试耳机是否佩戴正确，若位置未佩戴正确则重新佩戴。佩戴正确后人耳模型佩戴在头戴式耳机的人造海绵中。

步骤204：通过各个位置的压力传感器采集相应的压力数值，汇总到处理器(即计算机)。

步骤205：计算机根据采集的压力值生成压力分布云图或者应力分布云图，并通过显示器实时显示人耳模型或头部模型的压力分布云图(如图8所示)或者应力分布云图，以指导工程师进行优化的方向。

步骤206：计算机依据采集的压力值来判断佩戴的舒适性是否满足预设的舒适度要求，若满足则进行步骤207：更换不同规格的头部模型或人耳模型，重复上述步骤201-206，以检测该耳机是否满足不同大小的头部模型，以模拟头戴耳机是否适用于不同的人群。若否则进行步骤208：指导工程师优化耳机结构及人造海绵材料选型，提升佩戴舒适度，然后继续重复上述步骤202-206,直到测试的舒适度满足要求。

采用本实施例的检测装置可客观测量头戴式耳机的佩戴舒适度，而不仅仅凭主观感受。通过替换不同规格的人耳模型、头部模型和佩戴方式进行舒适度检测，可以应对不同的人群，来获取舒适性指标，客观公正；此测量装置方便快捷，缩短研发周期，减少大规模人群采样这样的重复劳动；同时，根据反馈的人耳及人头的压力云图，来优化耳罩、头带等结构设计及海绵的材料选型，从而改善用佩戴的舒适度。

实施例二

本实施例提供一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其包括人耳模型、多个压力传感器以及处理器；例如采用多个大小不同的人耳模型代替头部模型，重点对于耳机的耳罩部位的佩戴舒适度进行检测。多个压力传感器分别设置在人耳模型上的佩戴部位上，用于采集佩戴部位处的压力值；处理器与多个压力传感器连接，用于根据多个压力传感器判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求。其中，佩戴部位包括人耳模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位，例如耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位。其余测试方法与上述实施例一中相同，此处不再赘述。

实施例三

本实施例提供一种头戴式耳机佩戴舒适度检测方法,如图11，该检测方法包括：

301：采集人耳模型或者头部模型上与头戴式耳机接触的多个部位处的压力值；

302：根据采集的压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求。

具体的，在头部模型和人耳模型上与头戴式耳机接触的部位处布设有多个压力传感器，通过采集多个压力传感器的压力值来生成压力分布云图。具体的，采集压力值的点位以及判断舒适度的方法和实施例一种相同，此处不再赘述。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，包括：头部模型以及多个压力传感器；

所述多个压力传感器分散设置在所述头部模型上的佩戴部位上，用于采集所述佩戴部位处的压力值；

其中，所述佩戴部位包括头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位以及头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位；

还包括处理器，所述处理器用于根据所述多个压力传感器采集的压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求；

其中，判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求的方法包括：

将佩戴部位划分为多个敏感区域；

对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求；

判断是否所有敏感区域都满足预设的舒适度要求，若是则确认当前耳机佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求；

其中，对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求包括：对于任意一个敏感区域，根据压力值计算该区域的等效应力，并根据该等效应力获取该敏感区域的等效应力分布云图；根据所述等效应力分布云图得到该敏感区域的均匀值，判断该均匀值是否小于预设的均匀值；若是则表示当前敏感区域的受力均匀，进一步判断该敏感区域受到的压力值是否小于预设的压力阈值，若是则确定该敏感区域的舒适度满足预设的舒适度要求。

2.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其特征在于，所述头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位为从左耳经过头顶依次延伸到右耳的部位，所述头部模型上与头戴式耳机的头戴梁接触的部位上设有多个压力传感器。

3.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置,其特征在于，所述头部模型上与头戴式耳机的耳罩接触的部位包括耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位；

所述头部模型上耳根四周的头皮部位、耳廓内侧部位、耳廓外侧部位以及耳根部位设有多个压力传感器。

4.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，所述多个压力传感器设置在距离所述头部模型表层0.4-1.2mm的部位。

5.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，所述多个压力传感器设置在距离所述头部模型表层0.5mm的部位。

6.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，所述压力传感器为贴片式压力传感器。

7.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，还包括输出装置，该输出装置与所述处理器通信连接，用于输出所述压力值、等效应力分布云图、舒适度是否满足预设的舒适度要求的判断结果中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测装置，其特征在于，

依据以下公式根据压力值计算该区域的等效应力：

式中

为等效应力，δ ₁、δ ₂为面内主应力，δ ₁、δ ₂分别通过相邻两个压力传感器分别测得的压力值计算得到，ｒ为人耳的厚项异性指数。

9.一种头戴式耳机佩戴舒适度检测方法，其特征在于，包括：

采集人耳模型或者头部模型上与头戴式耳机接触的多个部位处的压力值；

根据所述压力值判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求；

其中，判断当前佩戴的舒适度是否满足预设的舒适度要求的方法包括：

将佩戴部位划分为多个敏感区域；

对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求；

判断是否所有敏感区域都满足预设的舒适度要求，若是则确认当前耳机佩戴的舒适度满足预设的舒适度要求；

其中，对于任意一个敏感区域，判断该敏感区域的舒适度是否满足预设的舒适度要求包括：对于任意一个敏感区域，根据压力值计算该区域的等效应力，并根据该等效应力获取该敏感区域的等效应力分布云图；根据所述等效应力分布云图得到该敏感区域的均匀值，判断该均匀值是否小于预设的均匀值；若是则表示当前敏感区域的受力均匀，进一步判断该敏感区域受到的压力值是否小于预设的压力阈值，若是则确定该敏感区域的舒适度满足预设的舒适度要求。

10.如权利要求9所述的头戴式耳机佩戴舒适度检测方法，其特征在于，

依据以下公式根据压力值计算该区域的等效应力：

式中

为等效应力，δ ₁、δ ₂为面内主应力，δ ₁、δ ₂分别通过相邻两个压力传感器分别测得的压力值计算得到，ｒ为人耳的厚项异性指数。

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