CN113342407A - 一种屏幕控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

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CN113342407A CN202110712816.7A CN202110712816A CN113342407A CN 113342407 A CN113342407 A CN 113342407A CN 202110712816 A CN202110712816 A CN 202110712816A CN 113342407 A CN113342407 A CN 113342407A
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Abstract

本申请公开了一种屏幕控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，该方法包括：获取当前陀螺仪数据，并利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量，进行差值极值点检测；若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用加速度数据得到腕部姿态数据；若腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作；通过检测差值极值点的方式确定当前陀螺仪数据与过去趋势不匹配的时刻，即动作即将结束的时刻，并在确定手腕姿态后进行屏幕控制，这样可以在用户动作未完成时进行屏幕控制，解决了因控制滞后导致的亮屏延迟和熄屏延迟问题，提高了控制实时性。

Description

一种屏幕控制方法、装置、电子设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及智能穿戴设备技术领域，特别涉及一种屏幕控制方法、屏幕控制装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
通过识别用户腕部状态进行亮屏控制或熄屏控制的方法已广泛应用于手环、手表等智能穿戴设备上。腕部状态分为两部分，包括抬手动作和人机交互时的腕部姿态。相关技术通常对历史数据和当前数据进行匹配分析等处理，在检测到腕部停止转动后，判定当前需要点亮或熄灭屏幕，进而进行对应的控制操作。然而，在腕部停止转动后再进行控制操作会使得控制时刻出现延迟，即出现亮屏延迟和熄屏延迟的问题。
因此，相关技术存在的屏幕控制存在延迟的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种屏幕控制方法、屏幕控制装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以在用户动作未完成时进行屏幕控制，解决了因控制滞后导致的亮屏延迟和熄屏延迟问题。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种屏幕控制方法，包括：
获取当前陀螺仪数据，并利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；
利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测；
若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据；
若所述腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
可选地，所述利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量，包括：
利用所述当前陀螺仪数据和所述历史陀螺仪数据得到当前总角度；
获取多个历史总角度，并对所述当前总角度和所述历史总角度进行滑窗平均处理，得到所述平均角度变化量。
可选地，所述利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测，包括：
利用所述当前总角度与所述平均角度变化量做差，得到当前差值数据；
获取相邻历史差值数据，并基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件；
若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点。
可选地，所述基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件，包括：
若所述当前差值数据大于相邻历史差值数据，则将第一参数加一；
若第二参数大于第一阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第二阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
若大于所述候选绝对值，则将所述第二参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极小值点条件；
相应的，所述若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点，包括：
若满足所述极小值点条件，则确定检测到差值极小值点。
可选地，所述基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件，包括：
若所述当前差值数据小于相邻历史差值数据，则将第二参数加一；
若第一参数大于第三阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第四阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
若大于所述候选绝对值，则将所述第一参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极大值点条件；
相应的，所述若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点，包括：
若满足所述极大值点条件，则确定检测到差值极大值点。
可选地，所述若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据，包括：
若检测到所述差值极值点，则获取目标历史总角度
计算所述当前总角度与所述目标历史总角度之间的差值，得到角度差值；
若所述角度差值大于第五阈值，则获取所述加速度数据，利用所述加速度数据得到腕部姿态数据。
可选地，还包括：
获取在预设时长内的目标数量；所述目标数量为绝对值小于第六阈值的所述当前差值数据的数量；
若所述目标数量大于数量阈值，则减小目标阈值；
若所述目标数量小于数量阈值，则增大目标阈值；所述目标阈值包括所述第二阈值、第四阈值和第五阈值。
可选地，所述执行屏幕控制操作，包括：
执行屏幕点亮操作；
所述屏幕控制方法，还包括：
若任一所述腕部姿态数据不处于所述预设区间，则执行屏幕熄灭操作。
可选地，所述获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据，包括：
基于预设坐标系获取三个坐标轴分别对应的加速度值；
基于若干个坐标轴方向，利用所述加速度值进行反正切值计算，得到所述腕部姿态数据。
本申请还提供了一种屏幕控制装置，包括：
数据处理模块，用于获取当前陀螺仪数据，并利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；
检测模块，用于利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测；
姿态数据获取模块，用于若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据；
屏幕控制模块，用于若所述腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中：
所述存储器，用于保存计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现上述的屏幕控制方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的屏幕控制方法。
本申请提供的屏幕控制方法，获取当前陀螺仪数据，并利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量，进行差值极值点检测；若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用加速度数据得到腕部姿态数据；若腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
可见，该方法利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据确定角度变化的趋势，得到平均角度变化量，平均角度变化量能够表征过去一段时间内手腕抬起或下降引起的角度变化量。由于手臂抬起或下降是角度变化为从慢到快再到慢的过程，而平均角度变化量利用当前和历史的陀螺仪数据共同得到，其基于当前时刻存在一定滞后。因此利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量进行差值极值点检测时，若检测到差值极值点，则说明当前陀螺仪数据与过去一段的趋势很不匹配，而运动开始是从慢到快的阶段，进而说明当前时刻手臂已不处于从慢到快的阶段，而是处于从快再到慢的阶段，本次运动即将完成。为避免受到非抬手或下方手臂的其他腕部动作引起的陀螺仪数据造成的干扰，在无需进行屏幕控制时错误地进行控制，在检测到差值极值点后，还可以利用加速度数据得到腕部姿态数据。腕部姿态数据用于表示腕部在三维空间中的姿态，由于用户在抬起手腕查看智能穿戴设备，或者查看完毕后下放手臂时，必然需要将屏幕对准面部或将屏幕置于身体一侧，这个过程中必然会引起腕部在三维空间中姿态的变化。因此当若腕部姿态数据处于预设区间时，则可以确定用户想要查看智能穿戴设备或查看完毕，因此可以执行屏幕控制操作。通过检测差值极值点的方式确定当前陀螺仪数据与过去趋势不匹配的时刻，即动作即将结束的时刻，并在确定手腕姿态后进行屏幕控制，这样可以在用户动作未完成时进行屏幕控制，解决了因控制滞后导致的亮屏延迟和熄屏延迟问题，提高了控制实时性。同时，采用腕部姿态数据对腕部姿态进行检测，提高了检测可靠性，进而提高了屏幕控制的可靠性，解决了相关技术存在的屏幕控制不可靠的问题。
此外，本申请还提供了一种屏幕控制装置、电子设备及计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种屏幕控制方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种陀螺仪数据的波形图；
图3为本申请实施例提供的一种平均角度变化量、总角度和差值数据的波形图；
图4为本申请实施例提供的一种差值极值点检测流程图；
图5为本申请实施例提供的一种空间直角坐标系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种阈值调整流程图；
图7为本申请实施例提供的一种具体的屏幕控制方法流程图；
图8为本申请实施例提供的一种屏幕控制装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例提供的一种屏幕控制方法流程图。该方法包括：
S101：获取当前陀螺仪数据，并利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量。
陀螺仪，是指用于测量或维护方位和角速度的设备或部件，利用其能够测量当前运动对应的角速度。可以理解的是，在三维空间中，任何运动均可以分解为空间直角坐标系中三个相互垂直的坐标轴方向上的运动，因此可以沿着空间直角坐标系中三个坐标轴方向获取陀螺仪数据，故而获取到的陀螺仪数据可以包括三个坐标轴方向分别对应的分数据。
当前陀螺仪数据，是指当前时刻被处理的陀螺仪数据。可以理解的是，陀螺仪数据按照固定的周期采集，不同的采集时刻均对应存在陀螺仪数据。请参考图2，图2为本申请实施例提供的一种陀螺仪数据的波形图。在图2中，直接获取到的陀螺仪数据也被称为陀螺仪原始数据，该波形图的横坐标为采样点序号，纵坐标为角速度，具体为度/秒，即degree/s。由于陀螺仪数据按照固定的周期采集，因此任意两个相邻的采样点之间的时间间隔固定。
在实际应用中，执行本申请全部或部分步骤的设备可以而被称为本设备，其可以实时进行屏幕控制，或者可以对已有的数据进行分析，以便用户对屏幕控制流程中采用的阈值等参数进行调整。因此本设备具体可以为智能穿戴设备，例如智能手环、智能手表，或者可以为智能手机、计算机或服务器等。需要说明的是，根据本设备的具体类型以及其在实际应用中的工作形式不同，当前陀螺仪数据实际对应的身份也可能不同。
具体的，在一种实施方式中，若本设备为智能穿戴设备，且用于进行屏幕控制，则其需要实时获取数据并对数据进行处理。在这种情况下，当前陀螺仪数据不仅为当前被处理的陀螺仪数据，同样可以为当前获取到的陀螺仪数据，即陀螺仪数据的获取完成时刻即可为其开始被处理的时刻。当前陀螺仪数据在当前时刻被获取后，立即对其进行处理，以便判断是否需要执行屏幕控制操作。
在另一种实施方式中，若本设备不用于进行屏幕控制，而是用于对已有的数据进行分析，则在这种情况下，用于被分析的数据为预先获取的数据。因此，当前陀螺仪数据仅为当前被处理的陀螺仪数据，并不为当前时刻获取的数据。
相应的，历史陀螺仪数据，是指在当前时刻之前被处理的陀螺仪数据，即在当前时刻之前的历史时刻对应的当前陀螺仪数据。历史陀螺仪数据的数量不做限定。可以理解的是，由于在获取陀螺仪数据时采用的空间直角坐标系的三个坐标轴分别指向不同的方向，因此组成陀螺仪数据的三个分数据具有不同的物理意义。为了能够准确地进行屏幕控制，需要分别利用对应于不同坐标轴的分数据进行处理，而不将对应于不同坐标轴的分数据进行混合处理。
在得到当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据后，可以利用其计算平均角度变化量。角度变化量，是指在一段时间内角度变化的大小，因此平均角度变化量，是指在若干段时间内角度变化的平均大小。利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到的平均角度变化量，可以表示在当前时刻之前的一段时间内角度变化的平均大小，利用其构成的曲线能够表征以各个采样时刻为基准，历史过程中角度变化大小的趋势，该趋势可以进一步表示为智能穿戴设备的运动速度趋势和幅度趋势。
本实施例并不限定平均角度变化量的具体计算方式，在一种实施方式中，可以检测本次运动开始时刻，并利用从本次运动开始到当前时刻的所有历史陀螺仪数据与当前陀螺仪数据共同进行平均角度计算，得到平均角度变化量。在另一种实施方式中，考虑到运动趋势会发生变化，距离当前陀螺仪数据时间间隔太大的历史陀螺仪数据，对确定接近当前陀螺仪数据对应采样时刻一段历史时间的运动趋势的参考价值不大，因此可以采用滑窗平均的方式得到平均角度变化量。具体的，利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量的过程具体可以包括如下步骤：
步骤11：利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到当前总角度。
步骤12：获取多个历史总角度，并对当前总角度和历史总角度进行滑窗平均处理，得到平均角度变化量。
具体的，陀螺仪数据为角速度数据，可以利用ω表示，则ωk表示第k时刻被处理的陀螺仪数据，同时利用其表示当前陀螺仪数据。由于陀螺仪数据的采样频率通常较高，在一个采样周期内陀螺仪数据的变化量较小，因此在计算角度变化量时，可以利用采样时刻得到的陀螺仪数据作为本采样周期内的平均数据，并利用其与采样周期的长度相乘，得到本采样周期内的角度变化量。
当前总角度，是指从本次运动开始时刻到当前陀螺仪数据对应的采样时刻这一段时间内的角度总体变化量，其可以利用φk表示，则当前总角度为：
φk＝(ω1+ω2+...+ωk)*Δt＝sumk*Δt
其中，ω1至ωk-1为历史陀螺仪数据，其具体为某一坐标轴对应的分数据，△t为采样点之间的采样间隔，即采样周期的周期长度，sumk为当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据的和。
在得到当前总角度后，利用其与基于同样计算方式得到的各个历史陀螺仪数据对应的历史总角度按照时间顺序构成总角度序列，并基于当前总角度设置滑窗，滑窗在该总角度序列中覆盖到的数据用于进行平均计算，得到平均角度变化量。具体的，可以利用avgk表示平均角度变化量，则：
Figure BDA0003133610600000081
其中，N为滑窗的窗长，φk-(N-1)到φk-1为滑窗覆盖到的历史总角度。
需要说明的是，步骤11至步骤12的处理过程仅为一种具体的计算过程，在实际应用中，平均角度变化量的计算方式可以根据需要进行设置。例如在一种实施方式中，可以不计算总角度，而是直接利用角速度计算总角速度，即对总角度进行一次基于△t的缩放，相应的，利用平均角速度变化量对平均角度变化量进行替换，利用sumk以及对应的历史数据计算平均角速度变化量，同样为对avgk进行一次基于△t的缩放。在这种情况下，后续步骤对于数据的处理同样需要进行该缩放，在此不做赘述。在另一种实施方式中，φ可以仅利用对应的ω与相乘△t得到，这样计算得到的平均角度变化量对变化趋势的反应更加敏感，因为其计算过程中减少了历史时刻对应的角度值。
S102：利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量，进行差值极值点检测。
在得到平均角度变化量后，利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量计算当前差值数据。当前差值数据可以表明当前陀螺仪数据对应的运动趋势与平均角度变化量对应的运动趋势的差距，该差距越大，说明当前陀螺仪数据对应的运动与过去一段时间的趋势越不匹配。由于用户在查看智能穿戴设备时的抬起手腕的动作或查看完毕后下放手腕的动作具有相同的规律，其运动趋势为先快后慢，因此当当前的运动趋势与过去一段时间的运动趋势不同时，说明本次运动已经处于后半段，即将结束。
例如对于抬起手腕的动作，当当前的运动趋势与过去一段时间的运动趋势不同时，说明用户的手腕即将被完全抬起，在这期间选择合适的时刻进行点亮屏幕的控制操作即可预先点亮屏幕，不会造成控制滞后的问题。具体的，为了避免过早地进行屏幕控制，即过早地点亮屏幕，可以进行差值极值点检测。差值极值点，是指当前运动趋势与过去一段时间的运动趋势差异最大的采样点，其具体为利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量得到的差值曲线上的极值点。
本实施例并不限定差值极值点的具体检测方式，其与平均角度变化量的具体计算方式相关。在一种实施方式中，若利用平均角速度变化量对平均角度变化量进行替换，则可以直接利用当前陀螺仪数据与平均角速度变化量相减得到差值曲线。基于步骤11至步骤12的实施方式，利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量，进行差值极值点检测的过程可以包括：
步骤21：利用当前总角度与平均角度变化量做差，得到当前差值数据。
步骤22：获取相邻历史差值数据，并基于当前差值数据与相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件。
步骤23：若满足极值点条件，则确定检测到差值极值点。
由于当前总角度φk基于当前陀螺仪数据生成，因此在确定差值极值点时，可以无需再次计算，直接利用当前总角度与平均角度变化量做差，得到当前差值数据。当前差值数据与历史差值数据构成的曲线则为差值曲线。
相邻历史差值数据，是指上一采样时刻对应的差值数据，其与当前差值数据在时间顺序上为相邻关系。通过当前差值数据与相邻历史差值数据之间的大小关系，可以确定相邻历史差值数据对应的采样时刻可能为极大值或极小值，并利用相应的判断方式判断是否满足极值点条件。若满足极值点条件，则说明检测到了差值极值点，可以确定用户的动作即将结束。
具体的，当前差值数据可以用Dk表示，则：
Dk＝φk-avgk
则相邻历史差值数据可以用Dk-1表示。可以看出，当前差值数据为当前总角度基于其变化趋势的变化量。请参考图3，图3为本申请实施例提供的一种平均角度变化量、总角度和差值数据的波形图。其中，当前差值数据也可以称为陀螺仪累加数据去中心化后的数据。对于差值曲线(即Dk曲线)，其可能为基于空间直角坐标系中任意一个坐标轴获取的陀螺仪分数据对应的差值曲线。由于在陀螺仪数据对应的空间直角坐标系确定后，不同方向的运动对应的差值数据的正负状态不同，因此差值极大值和差值极小值可以分别对应于用户抬手过程中的运动趋势差异最大点或用户放手过程中的运动趋势差异最大点。
进一步，可以理解的是，当前差值数据与相邻历史差值数据的大小关系不同，相邻历史差值数据的采样时刻可能为差值极大值或差值极小值，而差值极大值与差值极小值的判断方式不同，因此在进行极值点条件是否满足的判断时，需要根据差值数据和相邻历史差值数据的大小关系确定对应的检测方式。
具体的，对于极值点条件的判断过程，在第一种实施方式中，基于当前差值数据与相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件的过程可以包括：
步骤31：若当前差值数据大于相邻历史差值数据，则将第一参数加一。
步骤32：若第二参数大于第一阈值，且当前差值数据的绝对值大于第二阈值，则判断绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值。
步骤33：若大于候选绝对值，则将第二参数清零，并确定满足极值点条件。
相应的，若满足极值点条件，则确定检测到差值极值点的过程包括：
步骤34：若满足极小值点条件，则确定检测到差值极小值点。
其中，第一参数可以称为累升参数，是指表示连续上升次数的参数，其可以用continue_up_cnt表示。第二参数可以为累降参数，是指表示连续下降次数的参数，其可以用continue_down_cnt表示。若当前差值数据大于相邻历史差值数据，则说明当前差值数据与相邻历史差值数据构成上升趋势，因此将第一参数加一。
在对第一参数更新完毕后，检测第二参数与第一阈值的大小关系，以及当前差值数据的绝对值与第二阈值的关系。若第二参数大于第一阈值，则说明在当前差值数据之前，存在足够多个采样时刻的差值数据处于下降状态，相邻历史差值数据可能为极值。为了避免干扰动作对屏幕控制造成干扰，由于需要进行屏幕控制时用户的运动幅度相对较大，因此当当前差值数据的绝对值大于第二阈值时，说明当前运动幅度较大，不是干扰动作。在本实施例中，该绝对值可以用|Dk|表示。
若第二参数大于第一阈值，且当前差值数据的绝对值大于第二阈值，则说明当前差值数据为极值。由于组成陀螺仪数据的各个分数据分别执行上述过程得到对应的当前差值数据，而根据用户运动方向不同，空间坐标系的各个坐标轴方向对用户的运动敏感程度不同，而为了准确判断用户的运动，可以采用最为敏感的坐标轴方向的数据最终确定差值极值点。可以理解的是，同样的运动对应的三个方向的数据，哪一个数据量最大，说明该方向对应的坐标轴对用户的运动最为敏感。
因此在确定当前差值数据的绝对值大于第二阈值时，可以进一步判断该绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值，候选绝对值，是指其他两个方向轴在相同的采样时刻对应的当前差值数据的绝对值。若大于两个候选绝对值，则说明当前差值数据对应的方向轴(即坐标轴)是对运动最为敏感的坐标轴，在这种情况下，可以确定满足了极值点条件，且该极值点条件具体为极小值点条件，极小值点即为相邻历史差值数据。此时，由于连续下降的趋势已经被破坏，因此可以清空第二参数。相应的，在这种情况下检测到的差值极值点为差值极小值点。
在第二种实施方式中，基于当前差值数据与相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件的过程可以包括：
步骤41：若当前差值数据小于相邻历史差值数据，则将第二参数加一；
步骤42：若第一参数大于第三阈值，且当前差值数据的绝对值大于第四阈值，则判断绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
步骤43：若大于候选绝对值，则将第一参数清零，并确定满足极值点条件。
相应的，若满足极值点条件，则确定检测到差值极值点的过程可以包括：
步骤44：若满足极大值点条件，则确定检测到差值极大值点。
与第一种实施方式类似的，若当前差值数据小于相邻历史差值数据，则说明当前差值数据与相邻历史差值数据构成下降趋势，因此将第二参数加一。在对第二参数更新完毕后，检测第一参数与第三阈值的大小关系，以及当前差值数据的绝对值与第四阈值的关系。若第二参数大于第三阈值，则说明在当前差值数据之前，存在足够多个采样时刻的差值数据处于上升状态，相邻历史差值数据可能为极值。进一步判断当前差值数据的绝对值|Dk|是否大于候选绝对值，若大于两个候选绝对值，则可以确定满足了极值点条件，且该极值点条件具体为极大值点条件，极大值点即为相邻历史差值数据。此时，由于连续上升的趋势已经被破坏，因此可以清空第一参数。相应的，在这种情况下检测到的差值极值点为差值极大值点。
请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种差值极值点检测流程图。其中Thr1表示上述的第一阈值，Thr2表示上述的第二阈值，Thr3表示上述的第三阈值，Thr4表示上述的第四阈值，abs为|Dk|。其中，波谷即为极小值点，波峰即为极大值点。
S103：若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用加速度数据得到腕部姿态数据。
在检测得到差值极值点后，说明当前动作趋势与过去一段时间的动作趋势不同。为了进一步避免干扰动作对屏幕控制可靠性造成影响，可以在此时对腕部的姿态进行检测，判断用户是否需要查看可穿戴设备的屏幕或已经查看完毕。根据观察发现，用户在查看可穿戴设备的屏幕时，其腕部必然会发生特定的旋转，使得屏幕从朝向身体外侧的角度旋转至朝向面部的角度，因此可以获取加速度数据，并利用其获取腕部姿态数据。腕部姿态数据可以表示用户腕部在三维空间中的姿态，利用其可以判断用户腕部是否具有符合要求的姿态。
本实施例并不限定腕部姿态数据的具体计算方式，可以表征旋转状态的物理参数存在多种，可以根据需要选择计算方式并利用加速度数据得到腕部姿态数据。可以理解的是，与陀螺仪数据类似的，加速度数据同样基于空间直角坐标系获取，加速度数据和陀螺仪数据可以采用同一个空间直角坐标系，或者可以采用不同的空间直角坐标系。请参考图5，图5为本申请实施例提供的一种空间直角坐标系示意图，其同时记录了用户抬起手腕查看可穿戴设备的屏幕时的手部状态。
在一种可行的实施方式中，可以采用反正切值的计算方式得到腕部姿态数据，则获取加速度数据，并利用加速度数据得到腕部姿态数据，包括：
步骤51：基于预设坐标系获取三个坐标轴分别对应的加速度值。
步骤52：基于若干个坐标轴方向，利用加速度值进行反正切值计算，得到腕部姿态数据。
在本实施例中，以图5所示的空间直角坐标系作为预设坐标系获取加速度值，因此获取的加速度值包括x值、y值和z值，分别对应于x轴、y轴和z轴。通过选定坐标轴方向，可以计算基于该坐标轴方向的旋转数据。
具体的，本实施方式中采用反正切值计算的方法得到腕部姿态数据，若指定y轴为坐标轴方向，则对应的腕部姿态数据可以用pitch表示，pitch具体为：
Figure BDA0003133610600000131
其中，atan2为反正切值函数，x、y和z分别为x轴、y轴和z轴对应的加速度值。可以看出，坐标轴方向可以为多个，例如在指定x轴为坐标轴方向，则对应的腕部姿态数据可以用roll表示，roll具体为：
Figure BDA0003133610600000132
进一步，在另一种实施方式中，为了进一步避免干扰动作对屏幕控制可靠性造成影响，在进行腕部姿态数据的生成之前，还可以对运动幅度进行判断。因此若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用加速度数据得到腕部姿态数据的过程可以包括：
步骤61：若检测到差值极值点，则获取目标历史总角度。
步骤62：计算当前总角度与目标历史总角度之间的差值，得到角度差值。
步骤63：若角度差值大于第五阈值，则获取加速度数据，利用加速度数据得到腕部姿态数据。
其中，目标历史总角度，是指指定的历史总角度，其具体不做限定。例如在一种实施方式中，可以预设间隔数量，将与当前总角度的采样点之间间隔了预设间隔数量的历史采样点对应的历史总角度确定为目标历史总角度。在另一种实施方式中，可以根据差值极值点的数量选择目标参数，目标参数为第一参数或第二参数在清零前的状态，即当差值极值点为差值极小值点时，选择清零之前第二参数作为目标参数，当差值极值点为差值极大值点时，选择清零前的第一参数作为目标参数。目标参数可以用continue_cnt表示，则目标历史总角度则为φk-(continue_cnt-1)。
在得到目标历史总角度后，计算二者之间的角度差值，具体的，可以用△φ表示角度差值，则：
△φ＝φk-φk-(continue_cnt-1)
若角度差值大于第五阈值，则说明角度幅度较大，即运动幅度较大，当前不是干扰动作，因此可以获取加速度数据，并执行利用加速度数据得到腕部姿态数据的步骤。
进一步的，由于不用用户的运动情况不同，同一用户在不同时段内的运动情况也可能不同。因此，为了提高控制准确性和可靠性，可以基于历史情况对目标阈值进行调整。具体的，还可以包括如下步骤：
步骤71：获取在预设时长内的目标数量。
步骤72：若目标数量大于数量阈值，则减小目标阈值。
步骤73：若目标数量小于数量阈值，则增大目标阈值。
其中，目标数量为绝对值小于第六阈值的当前差值数据的数量，目标阈值包括第二阈值、第四阈值和第五阈值。预设时长的具体大小不做限定，其可以为调整周期的长度。若目标数量小于数量阈值，则说明|Dk|普遍较大，因此可以增大目标阈值，相反的，若目标数量大于数量阈值，则说明|Dk|普遍较小，因此可以减小目标阈值。通过调整目标阈值，可以根据用户的当前运动情况进行屏幕控制，进一步提高了控制可靠性和准确性。
请参考图6，图6为本申请实施例提供的一种阈值调整流程图。将预设时长内的各个采样时刻对应的当前差值数据的绝对值与第六阈值(即Thr9)比较，并在检测到绝对值小于第六阈值时进行Thr9 counter的累加。若预设时长内的Thr9 counter小于数量阈值Thr10，则可以减小目标阈值，本实施例中可以利用Thr6表示第二阈值(即上述的Thr2)和第四阈值(上述的Thr4)，利用Thr5表示第五阈值。相反的，若Thr9 counter不小于数量阈值Thr10，则可以增大目标阈值。
S104：若腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
在确定腕部姿态数据处于预设区间后，则说明当前用户的腕部姿态符合要求，因此可以执行对应的屏幕控制操作，例如点亮屏幕，或者为熄灭屏幕。可以理解的是，当腕部姿态数据为多个时，则可以存在多个预设区间，当全部腕部姿态数据均处于对应的预设区间时，则执行屏幕控制操作。
对于屏幕控制操作的具体控制方式，本实施例不进行限定。在一种实施方式中，预设区间可以为屏幕点亮区间，即当腕部姿态数据处于预设区间时，说明手腕处于抬起接近水平的状态，在这种情况下，说明用户想要查看智能穿戴设备，因此可以执行屏幕点亮操作。同时，相应的，若腕部姿态数据不处于预设区间，由于之前已经检测到了差值极值点，确定需要进行屏幕控制操作，因此在这种情况下说明用户已查看完毕，可以执行屏幕熄灭操作。
需要说明的是，根据预设区间对应的实际意义不同，屏幕控制操作的具体内容也可以不同。例如可以与上述实施方式相反的，若腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕熄灭操作，否者执行屏幕点亮操作。因此可以理解的是，除上述两种控制方式外，还可以存在其他的具体控制方式。
应用本申请实施例提供的屏幕控制方法，利用当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据确定角度变化的趋势，得到平均角度变化量，平均角度变化量能够表征过去一段时间内手腕抬起或下降在各个检测周期中引起的角度变化量。由于手臂抬起或下降是角度变化为从慢到快再到慢的过程，而平均角度变化量利用当前和历史的陀螺仪数据共同得到，其基于当前时刻存在一定滞后。因此利用当前陀螺仪数据和平均角度变化量进行差值极值点检测时，若检测到差值极值点，则说明当前陀螺仪数据与过去一段的趋势很不匹配，而运动开始是从慢到快的阶段，进而说明当前时刻手臂已不处于从慢到快的阶段，而是处于从快再到慢的阶段，本次运动即将完成。为避免受到非抬手或下方手臂的其他腕部动作引起的陀螺仪数据造成的干扰，在无需进行屏幕控制时错误地进行控制，在检测到差值极值点后，还可以利用加速度数据得到腕部姿态数据。腕部姿态数据用于表示腕部在三维空间中的姿态，由于用户在抬起手腕查看智能穿戴设备，或者查看完毕后下放手臂时，必然需要将屏幕对准面部或将屏幕置于身体一侧，这个过程中必然会引起腕部在三维空间中姿态的变化。因此当若腕部姿态数据处于预设区间时，则可以确定用户想要查看智能穿戴设备或查看完毕，因此可以执行屏幕控制操作。通过检测差值极值点的方式确定当前陀螺仪数据与过去趋势不匹配的时刻，即动作即将结束的时刻，并在确定手腕姿态后进行屏幕控制，这样可以在用户动作未完成时进行屏幕控制，解决了因控制滞后导致的亮屏延迟和熄屏延迟问题，提高了控制实时性。同时，采用腕部姿态数据对腕部姿态进行检测，提高了检测可靠性，进而提高了屏幕控制的可靠性，解决了相关技术存在的屏幕控制不可靠的问题。
基于上述实施例，本实施例将说明一个具体的实施过程。请参考图7，图7为本申请实施例提供的一种具体的屏幕控制方法流程图。在获取到陀螺仪在X、Y、Z三个轴方向的分数据后，对其进行预处理，得到对应的总角度数据，并进一步进行机制检测。若检测到某一轴方向对应的极值点时，将其绝对值与其他两轴的数据绝对值(即候选绝对值)进行比较，若大于候选绝对值，则计算角度增量(即角度差值)。若角度差值大于阈值Thr5，且极值点的绝对值大于Thr6，则利用加速度计数据计算腕部姿态数据pitch和roll，若pitch大于阈值Thr7，且roll大于Thr8，则确定当前需要进行屏幕控制，具体为向屏幕组件发送亮屏指令。
下面对本申请实施例提供的屏幕控制装置进行介绍，下文描述的屏幕控制装置与上文描述的屏幕控制方法可相互对应参照。
请参考图8，图8为本申请实施例提供的一种屏幕控制装置的结构示意图，包括：
数据处理模块110，用于获取当前陀螺仪数据，并利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；
检测模块120，用于利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测；
姿态数据获取模块130，用于若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据；
屏幕控制模块140，用于若所述腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
可选地，数据处理模块110，包括：
总角度计算单元，用于利用所述当前陀螺仪数据和所述历史陀螺仪数据得到当前总角度；
滑窗平均单元，用于获取多个历史总角度，并对所述当前总角度和所述历史总角度进行滑窗平均处理，得到所述平均角度变化量。
可选地，检测模块120，包括：
差值计算单元，用于利用所述当前总角度与所述平均角度变化量做差，得到当前差值数据；
条件判断单元，用于获取相邻历史差值数据，并基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件；
极值点确定单元，用于若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点。
可选地，条件判断单元，包括：
第一参数更新子单元，用于若所述当前差值数据大于相邻历史差值数据，则将第一参数加一；
第一比对子单元，用于若第二参数大于第一阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第二阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
第一确定子单元，用于若大于所述候选绝对值，则将所述第二参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极小值点条件；
相应的，极值点确定单元，包括：
极小值点确定子单元，用于若满足所述极小值点条件，则确定检测到差值极小值点。
可选地，条件判断单元，包括：
第二参数更新子单元，用于若所述当前差值数据小于相邻历史差值数据，则将第二参数加一；
第二比对子单元，用于若第一参数大于第三阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第四阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
第二确定子单元，用于若大于所述候选绝对值，则将所述第一参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极大值点条件；
相应的，极值点确定单元，包括：
极大值点确定子单元，用于若满足所述极大值点条件，则确定检测到差值极大值点。
可选地，姿态数据获取模块130，包括：
目标历史总角度获取单元，用于若检测到所述差值极值点，则获取目标历史总角度；
角度差值计算单元，用于计算所述当前总角度与所述目标历史总角度之间的差值，得到角度差值；
确定获取单元，用于若所述角度差值大于第五阈值，则获取所述加速度数据，利用所述加速度数据得到腕部姿态数据。
可选地，还包括：
目标数量获取模块，用于获取在预设时长内的目标数量；所述目标数量为绝对值小于第六阈值的所述当前差值数据的数量；
第一调解模块，用于若所述目标数量大于数量阈值，则减小目标阈值；
第二调节模块，用于若所述目标数量小于数量阈值，则增大目标阈值；所述目标阈值包括所述第二阈值、第四阈值和第五阈值。
可选地，屏幕控制模块140，包括：
点亮单元，用于执行屏幕点亮操作；
所述屏幕控制装置，还包括：
熄灭单元，用于若任一所述腕部姿态数据不处于所述预设区间，则执行屏幕熄灭操作。
可选地，姿态数据获取模块130，包括：
加速度值获取单元，用于基于预设坐标系获取三个坐标轴分别对应的加速度值；
反正切值计算单元，用于基于若干个坐标轴方向，利用所述加速度值进行反正切值计算，得到所述腕部姿态数据。
下面对本申请实施例提供的电子设备进行介绍，下文描述的电子设备与上文描述的屏幕控制方法可相互对应参照。
请参考图9，图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。其中电子设备100可以包括处理器101和存储器102，还可以进一步包括多媒体组件103、信息输入/信息输出(I/O)接口104以及通信组件105中的一种或多种。
其中，处理器101用于控制电子设备100的整体操作，以完成上述的屏幕控制方法中的全部或部分步骤；存储器102用于存储各种类型的数据以支持在电子设备100的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备100上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器102可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁存储器、快闪存储器、磁盘或光盘中的一种或多种。
多媒体组件103可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器102或通过通信组件105发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口104为处理器101和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件105用于电子设备100与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件105可以包括：Wi-Fi部件，蓝牙部件，NFC部件。
电子设备100可以被一个或多个应用专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例给出的屏幕控制方法。
下面对本申请实施例提供的计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的计算机可读存储介质与上文描述的屏幕控制方法可相互对应参照。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的屏幕控制方法的步骤。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应该认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系属于仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语包括、包含或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种屏幕控制方法，其特征在于，包括：
获取当前陀螺仪数据，并利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；
利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测；
若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据；
若所述腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
2.根据权利要求1所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量，包括：
利用所述当前陀螺仪数据和所述历史陀螺仪数据得到当前总角度；
获取多个历史总角度，并对所述当前总角度和所述历史总角度进行滑窗平均处理，得到所述平均角度变化量。
3.根据权利要求2所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测，包括：
利用所述当前总角度与所述平均角度变化量做差，得到当前差值数据；
获取相邻历史差值数据，并基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件；
若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点。
4.根据权利要求3所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件，包括：
若所述当前差值数据大于相邻历史差值数据，则将第一参数加一；
若第二参数大于第一阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第二阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
若大于所述候选绝对值，则将所述第二参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极小值点条件；
相应的，所述若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点，包括：
若满足所述极小值点条件，则确定检测到差值极小值点。
5.根据权利要求3所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述基于所述当前差值数据与所述相邻历史差值数据之间的大小关系，判断是否满足极值点条件，包括：
若所述当前差值数据小于相邻历史差值数据，则将第二参数加一；
若第一参数大于第三阈值，且所述当前差值数据的绝对值大于第四阈值，则判断所述绝对值是否大于其他两个方向轴对应的候选绝对值；
若大于所述候选绝对值，则将所述第一参数清零，并确定满足所述极值点条件；所述极值点条件为极大值点条件；
相应的，所述若满足所述极值点条件，则确定检测到所述差值极值点，包括：
若满足所述极大值点条件，则确定检测到差值极大值点。
6.根据权利要求2所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据，包括：
若检测到所述差值极值点，则获取目标历史总角度；
计算所述当前总角度与所述目标历史总角度之间的差值，得到角度差值；
若所述角度差值大于第五阈值，则获取所述加速度数据，利用所述加速度数据得到腕部姿态数据。
7.根据权利要求6所述的屏幕控制方法，其特征在于，还包括：
获取在预设时长内的目标数量；所述目标数量为绝对值小于第六阈值的所述当前差值数据的数量；
若所述目标数量大于数量阈值，则减小目标阈值；
若所述目标数量小于数量阈值，则增大目标阈值；所述目标阈值包括所述第二阈值、第四阈值和第五阈值。
8.根据权利要求1所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述执行屏幕控制操作，包括：
执行屏幕点亮操作；
所述屏幕控制方法，还包括：
若任一所述腕部姿态数据不处于所述预设区间，则执行屏幕熄灭操作。
9.根据权利要求1所述的屏幕控制方法，其特征在于，所述获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据，包括：
基于预设坐标系获取三个坐标轴分别对应的加速度值；
基于若干个坐标轴方向，利用所述加速度值进行反正切值计算，得到所述腕部姿态数据。
10.一种屏幕控制装置，其特征在于，包括：
数据处理模块，用于获取当前陀螺仪数据，并利用所述当前陀螺仪数据和历史陀螺仪数据得到平均角度变化量；
检测模块，用于利用所述当前陀螺仪数据和所述平均角度变化量，进行差值极值点检测；
姿态数据获取模块，用于若检测到差值极值点，则获取加速度数据，并利用所述加速度数据得到腕部姿态数据；
屏幕控制模块，用于若所述腕部姿态数据处于预设区间，则执行屏幕控制操作。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：
所述存储器，用于保存计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至9任一项所述的屏幕控制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的屏幕控制方法。
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