CN113693565A - 一种可穿戴设备及其佩戴检测方法 - Google Patents

一种可穿戴设备及其佩戴检测方法 Download PDF

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杨宗旭
李树鹏
田丽
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Abstract

本发明公开了一种可穿戴设备及其佩戴检测方法，根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态；若处于运动状态，则根据人体检测器的检测信号，判断可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触；若持续保持接触，则确定可穿戴设备处于佩戴状态；若未持续保持接触，则确定可穿戴设备未处于佩戴状态。可见，本申请结合运动传感器的检测信号和人体检测器的检测信号进行佩戴检测，相当于设置了双重检测条件，只有在两个检测条件均满足的情况下才确定可穿戴设备处于佩戴状态，从而提高了佩戴检测的准确性；而且，运动传感器和人体检测器本身功耗很低，可有效节省设备电量。

Description

一种可穿戴设备及其佩戴检测方法
技术领域
本发明涉及可穿戴设备的佩戴检测领域，特别是涉及一种可穿戴设备及其佩戴检测方法。
背景技术
现有的可穿戴设备上大都设有佩戴检测功能。目前，可穿戴设备的佩戴检测通常采用如下方案：
可穿戴设备上设有红外距离传感器，以基于红外距离传感器进行佩戴检测，具体地，红外距离传感器用于检测所在可穿戴设备与人体的距离，当检测到设备与人体间的距离小于一定值时，便认为设备被佩戴；当检测到设备与人体间的距离不小于一定值时，便认为设备被摘下。但是，当用户摘下可穿戴设备使其靠近某物体时，也可能误检测为设备被佩戴，导致佩戴检测的准确性降低。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可穿戴设备及其佩戴检测方法，结合运动传感器的检测信号和人体检测器的检测信号进行佩戴检测，相当于设置了双重检测条件，只有在两个检测条件均满足的情况下才确定可穿戴设备处于佩戴状态，从而提高了佩戴检测的准确性；而且，运动传感器和人体检测器本身功耗很低，可有效节省设备电量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种佩戴检测方法，应用于包含运动传感器和人体检测器的可穿戴设备，包括：
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态；
若处于运动状态，则根据所述人体检测器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触；
若持续保持接触，则确定所述可穿戴设备处于佩戴状态；
若未持续保持接触，则确定所述可穿戴设备未处于佩戴状态。
优选地，所述佩戴检测方法还包括：
在判断出所述可穿戴设备处于运动状态时，控制所述可穿戴设备从待机模式切换到正常工作模式；
在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态时，控制所述可穿戴设备继续维持在正常工作模式；
在确定所述可穿戴设备未处于佩戴状态时，控制所述可穿戴设备返回待机模式。
优选地，所述运动传感器为三轴运动传感器；
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取所述三轴运动传感器检测的所述可穿戴设备的直线加速度；
判断所述直线加速度是否大于预设第一加速度阈值；
若是，则确定所述可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备未处于运动状态。
优选地，所述运动传感器为六轴运动传感器；
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取所述六轴运动传感器检测的所述可穿戴设备的直线加速度和角加速度；
判断所述直线加速度是否大于预设第一加速度阈值或者所述角加速度是否大于预设第二加速度阈值；
若是，则确定所述可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备未处于运动状态。
优选地，所述人体检测器为阻抗传感器，所述阻抗传感器包括设于所述可穿戴设备的底壳的两个电极；
根据所述人体检测器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触的过程，包括：
获取所述阻抗传感器检测的所述两个电极之间的阻抗；
判断所述阻抗是否减小到Ω级别且在预设第一时间内稳定在Ω级别；
若是，则确定所述可穿戴设备在预设第一时间内与人体持续保持接触；
若否，则确定所述可穿戴设备在预设第一时间内与人体未持续保持接触。
优选地，在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态之后，所述佩戴检测方法还包括：
若所述阻抗处于Ω级别，则确定所述可穿戴设备仍处于佩戴状态。
优选地，在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态之后，所述佩戴检测方法还包括：
若所述阻抗增大到MΩ级别且在预设第二时间内稳定在MΩ级别，则根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备恢复至未佩戴状态。
优选地，所述佩戴检测方法还包括：
在确定所述可穿戴设备恢复至未佩戴状态时，控制所述可穿戴设备从正常工作模式切换到待机模式。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种可穿戴设备，包括运动传感器和人体检测器，还包括：
控制器，用于在执行自身所存储的计算机程序时实现上述任一种佩戴检测方法的步骤。
优选地，所述可穿戴设备为腕带设备。
本发明提供了一种佩戴检测方法，应用于包含运动传感器和人体检测器的可穿戴设备，包括：根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态；若处于运动状态，则根据人体检测器的检测信号，判断可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触；若持续保持接触，则确定可穿戴设备处于佩戴状态；若未持续保持接触，则确定可穿戴设备未处于佩戴状态。可见，本申请结合运动传感器的检测信号和人体检测器的检测信号进行佩戴检测，相当于设置了双重检测条件，只有在两个检测条件均满足的情况下才确定可穿戴设备处于佩戴状态，从而提高了佩戴检测的准确性；而且，运动传感器和人体检测器本身功耗很低，可有效节省设备电量。
本发明还提供了一种可穿戴设备，与上述佩戴检测方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种佩戴检测方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种可穿戴设备及其佩戴检测方法，结合运动传感器的检测信号和人体检测器的检测信号进行佩戴检测，相当于设置了双重检测条件，只有在两个检测条件均满足的情况下才确定可穿戴设备处于佩戴状态，从而提高了佩戴检测的准确性；而且，运动传感器和人体检测器本身功耗很低，可有效节省设备电量。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种佩戴检测方法的流程图。
该佩戴检测方法应用于包含运动传感器和人体检测器的可穿戴设备，包括：
步骤S1：根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态；若是，则执行步骤S2。
步骤S2：根据人体检测器的检测信号，判断可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触；若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S4。
步骤S3：确定可穿戴设备处于佩戴状态。
步骤S4：确定可穿戴设备未处于佩戴状态。
具体地，本申请的可穿戴设备(如手表、手环等腕带设备)包括运动传感器和人体检测器，运动传感器用于检测所在可穿戴设备的运动状态，人体检测器用于检测所在可穿戴设备与人体的接触状态。
基于此，本申请的可穿戴设备的佩戴检测原理为(可穿戴设备的初始状态为未佩戴状态)：根据可穿戴设备上运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态，若可穿戴设备未处于运动状态(即保持静止)，说明用户不存在正在佩戴可穿戴设备的行为，没有必要进行进一步的可穿戴设备的佩戴检测；若可穿戴设备处于运动状态，说明用户可能存在正在佩戴可穿戴设备的行为，有必要进行进一步的可穿戴设备的佩戴检测，则根据可穿戴设备上人体检测器的检测信号，判断可穿戴设备是否在预设第一时间(如10s)内与人体持续保持接触，若可穿戴设备在预设第一时间内与人体持续保持接触，说明用户已佩戴上可穿戴设备，则确定可穿戴设备处于佩戴状态；若可穿戴设备在预设第一时间内与人体未持续保持接触，说明用户未佩戴上可穿戴设备，则确定可穿戴设备未处于佩戴状态。
需要说明的是，之所以设置第一时间，是为了防止用户拿起可穿戴设备又放回的情况，这种情况仍然判断为未佩戴状态。
可见，本申请结合运动传感器的检测信号和人体检测器的检测信号进行佩戴检测，相当于设置了双重检测条件，只有在两个检测条件均满足的情况下才确定可穿戴设备处于佩戴状态，从而提高了佩戴检测的准确性；而且，运动传感器和人体检测器本身功耗很低，可有效节省设备电量。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选的实施例，佩戴检测方法还包括：
在判断出可穿戴设备处于运动状态时，控制可穿戴设备从待机模式切换到正常工作模式；
在确定可穿戴设备处于佩戴状态时，控制可穿戴设备继续维持在正常工作模式；
在确定可穿戴设备未处于佩戴状态时，控制可穿戴设备返回待机模式。
进一步地，本申请的可穿戴设备的模式控制原理为：在可穿戴设备未处于佩戴状态时，可穿戴设备处于低功耗待机模式。本申请根据可穿戴设备上运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态，若处于运动状态，则控制可穿戴设备从低功耗待机模式切换到正常工作模式。本申请若最终确定可穿戴设备处于佩戴状态，则控制可穿戴设备继续维持在正常工作模式；若最终确定可穿戴设备未处于佩戴状态，则控制可穿戴设备返回低功耗待机模式，从而保证只有在可穿戴设备处于佩戴状态时，可穿戴设备才进入正常工作模式，否则一直处于低功耗待机模式，从而有效节省设备电量。
作为一种可选的实施例，运动传感器为三轴运动传感器；
根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取三轴运动传感器检测的可穿戴设备的直线加速度；
判断直线加速度是否大于预设第一加速度阈值；
若是，则确定可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定可穿戴设备未处于运动状态。
具体地，本申请的运动传感器可选用三轴运动传感器，三轴运动传感器用于检测可穿戴设备的直线加速度，基于此，可穿戴设备的运动状态的检测过程为：获取三轴运动传感器检测的可穿戴设备的直线加速度，然后判断可穿戴设备的直线加速度是否大于预设第一加速度阈值，若大于预设第一加速度阈值，说明可穿戴设备正在运动，则确定可穿戴设备处于运动状态；若不大于预设第一加速度阈值，说明可穿戴设备未在运动，则确定可穿戴设备未处于运动状态。
作为一种可选的实施例，运动传感器为六轴运动传感器；
根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取六轴运动传感器检测的可穿戴设备的直线加速度和角加速度；
判断直线加速度是否大于预设第一加速度阈值或者角加速度是否大于预设第二加速度阈值；
若是，则确定可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定可穿戴设备未处于运动状态。
具体地，本申请的运动传感器也可选用准确度更高的六轴运动传感器，六轴运动传感器用于检测可穿戴设备的直线加速度和角加速度，基于此，可穿戴设备的运动状态的检测过程为：获取六轴运动传感器检测的可穿戴设备的直线加速度和角加速度，然后判断可穿戴设备的直线加速度是否大于预设第一加速度阈值或者角加速度是否大于预设第二加速度阈值，若是，说明可穿戴设备正在运动，则确定可穿戴设备处于运动状态；若否，说明可穿戴设备未在运动，则确定可穿戴设备未处于运动状态。
需要说明的是，可穿戴设备正在运动的情况分为三种：1)可穿戴设备的直线加速度大于预设第一加速度阈值，且可穿戴设备的角加速度不大于预设第二加速度阈值；2)可穿戴设备的角加速度大于预设第二加速度阈值，且可穿戴设备的直线加速度不大于预设第一加速度阈值；3)可穿戴设备的直线加速度大于预设第一加速度阈值，且可穿戴设备的角加速度大于预设第二加速度阈值。可穿戴设备未在运动只有一种情况：可穿戴设备的直线加速度不大于预设第一加速度阈值，且可穿戴设备的角加速度不大于预设第二加速度阈值。
作为一种可选的实施例，人体检测器为阻抗传感器，阻抗传感器包括设于可穿戴设备的底壳的两个电极；
根据人体检测器的检测信号，判断可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触的过程，包括：
获取阻抗传感器检测的两个电极之间的阻抗；
判断阻抗是否减小到Ω级别且在预设第一时间内稳定在Ω级别；
若是，则确定可穿戴设备在预设第一时间内与人体持续保持接触；
若否，则确定可穿戴设备在预设第一时间内与人体未持续保持接触。
具体地，本申请的人体检测器可选用阻抗传感器(BIO-Z传感器)，阻抗传感器包括两个电极(作为阻抗传感器的输入)，两个电极设于可穿戴设备的底壳(壳体底部)上。当用户佩戴上可穿戴设备时，两个电极与人体皮肤相接触，此时两个电极之间的阻抗为Ω级别(如100Ω)；当用户摘下可穿戴设备时，两个电极远离人体皮肤，此时两个电极之间通常为断路状态，两个电极之间的阻抗为MΩ级别。
基于此，阻抗传感器对应的佩戴检测原理为：获取阻抗传感器检测的两个电极之间的阻抗，然后判断两个电极之间的阻抗是否从MΩ级别减小到Ω级别且在预设第一时间内稳定在Ω级别，若两个电极之间的阻抗从MΩ级别减小到Ω级别且在预设第一时间内稳定在Ω级别，则确定可穿戴设备在预设第一时间内与人体持续保持接触，即说明用户已佩戴上可穿戴设备；若两个电极之间的阻抗未从MΩ级别减小到Ω级别(即阻抗稳定在MΩ级别)，或者两个电极之间的阻抗从MΩ级别减小到Ω级别但在预设第一时间内未稳定在Ω级别(如用户拿起可穿戴设备又放回的情况)，则确定可穿戴设备在预设第一时间内与人体未持续保持接触，即说明用户未佩戴上可穿戴设备。
需要说明的是，人体检测器除了选用阻抗传感器之外，凡是可以通过两个电极检测到生物特征的人体检测器均可以，本申请在此不做特别的限定。
作为一种可选的实施例，在确定可穿戴设备处于佩戴状态之后，佩戴检测方法还包括：
若阻抗处于Ω级别，则确定可穿戴设备仍处于佩戴状态。
进一步地，本申请在确定可穿戴设备处于佩戴状态之后，继续获取阻抗传感器检测的两个电极之间的阻抗，若两个电极之间的阻抗处于Ω级别，无论基于运动传感器能不能够检测到可穿戴设备的运动状态，均认为可穿戴设备仍处于佩戴状态。
作为一种可选的实施例，在确定可穿戴设备处于佩戴状态之后，佩戴检测方法还包括：
若阻抗增大到MΩ级别且在预设第二时间内稳定在MΩ级别，则根据运动传感器的检测信号，判断可穿戴设备是否处于运动状态；
若否，则确定可穿戴设备恢复至未佩戴状态。
进一步地，考虑到当用户摘下可穿戴设备时，两个电极远离人体皮肤，此时两个电极之间的阻抗由Ω级别增大到MΩ级别，所以本申请在确定可穿戴设备处于佩戴状态之后，继续获取阻抗传感器检测的两个电极之间的阻抗，若两个电极之间的阻抗由Ω级别增大到MΩ级别且在预设第二时间(如10s)内稳定在MΩ级别，此时若基于运动传感器也检测不到可穿戴设备的运动状态，说明用户已摘下可穿戴设备，则确定可穿戴设备从佩戴状态恢复至未佩戴状态。
需要说明的是，之所以设置第二时间，是为了防止可穿戴设备偶尔脱离人体的情况，例如运动时可穿戴设备的壳体暂时的脱离人体导致电极间阻抗变大，这种情况仍然判断为佩戴状态。
作为一种可选的实施例，佩戴检测方法还包括：
在确定可穿戴设备恢复至未佩戴状态时，控制可穿戴设备从正常工作模式切换到待机模式。
进一步地，本申请在确定可穿戴设备从佩戴状态恢复至未佩戴状态时，控制可穿戴设备从正常工作模式切换到低功耗待机模式，从而保证在可穿戴设备被摘下时，可穿戴设备重新回到低功耗待机模式，有效节省设备电量。
需要说明的是，可穿戴设备内还设有控制器，可选用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、SOC(System on Chip，系统级芯片)、AP(application process，应用处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理)等控制芯片，控制器用于在执行自身所存储的计算机程序时实现上述任一种佩戴检测方法的步骤。
另外，可穿戴设备内还可设有其它功能模块，如用于心率测量的心率模块、包含马达的振动模块、包含显示屏的显示模块等。需要说明的是，为了进行佩戴检测，运动传感器一直处于工作状态，可穿戴设备内其余模块(如控制器、人体检测器及其它功能模块)在设备未佩戴时，可进入低功耗待机模式。
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图。
该可穿戴设备包括运动传感器1和人体检测器2，还包括：
控制器3，用于在执行自身所存储的计算机程序时实现上述任一种佩戴检测方法的步骤。
作为一种可选的实施例，可穿戴设备为腕带设备。
本申请提供的可穿戴设备的介绍请参考上述佩戴检测方法的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，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”或者其任何其他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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种佩戴检测方法，其特征在于，应用于包含运动传感器和人体检测器的可穿戴设备，包括：
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态；
若处于运动状态，则根据所述人体检测器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触；
若持续保持接触，则确定所述可穿戴设备处于佩戴状态；
若未持续保持接触，则确定所述可穿戴设备未处于佩戴状态。
2.如权利要求1所述的佩戴检测方法，其特征在于，所述佩戴检测方法还包括：
在判断出所述可穿戴设备处于运动状态时，控制所述可穿戴设备从待机模式切换到正常工作模式；
在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态时，控制所述可穿戴设备继续维持在正常工作模式；
在确定所述可穿戴设备未处于佩戴状态时，控制所述可穿戴设备返回待机模式。
3.如权利要求1所述的佩戴检测方法，其特征在于，所述运动传感器为三轴运动传感器；
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取所述三轴运动传感器检测的所述可穿戴设备的直线加速度；
判断所述直线加速度是否大于预设第一加速度阈值；
若是，则确定所述可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备未处于运动状态。
4.如权利要求1所述的佩戴检测方法，其特征在于，所述运动传感器为六轴运动传感器；
根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态的过程，包括：
获取所述六轴运动传感器检测的所述可穿戴设备的直线加速度和角加速度；
判断所述直线加速度是否大于预设第一加速度阈值或者所述角加速度是否大于预设第二加速度阈值；
若是，则确定所述可穿戴设备处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备未处于运动状态。
5.如权利要求1-4任一项所述的佩戴检测方法，其特征在于，所述人体检测器为阻抗传感器，所述阻抗传感器包括设于所述可穿戴设备的底壳的两个电极；
根据所述人体检测器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否在预设第一时间内与人体持续保持接触的过程，包括：
获取所述阻抗传感器检测的所述两个电极之间的阻抗；
判断所述阻抗是否减小到Ω级别且在预设第一时间内稳定在Ω级别；
若是，则确定所述可穿戴设备在预设第一时间内与人体持续保持接触；
若否，则确定所述可穿戴设备在预设第一时间内与人体未持续保持接触。
6.如权利要求5所述的佩戴检测方法，其特征在于，在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态之后，所述佩戴检测方法还包括：
若所述阻抗处于Ω级别，则确定所述可穿戴设备仍处于佩戴状态。
7.如权利要求5所述的佩戴检测方法，其特征在于，在确定所述可穿戴设备处于佩戴状态之后，所述佩戴检测方法还包括：
若所述阻抗增大到MΩ级别且在预设第二时间内稳定在MΩ级别，则根据所述运动传感器的检测信号，判断所述可穿戴设备是否处于运动状态；
若否，则确定所述可穿戴设备恢复至未佩戴状态。
8.如权利要求7所述的佩戴检测方法，其特征在于，所述佩戴检测方法还包括：
在确定所述可穿戴设备恢复至未佩戴状态时，控制所述可穿戴设备从正常工作模式切换到待机模式。
9.一种可穿戴设备，其特征在于，包括运动传感器和人体检测器，还包括：
控制器，用于在执行自身所存储的计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的佩戴检测方法的步骤。
10.如权利要求9所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为腕带设备。
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