智能穿戴设备

文档序号:1819612 发布日期:2021-11-09 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 智能穿戴设备 (Intelligent wearable device ) 是由 夏萌 吴海全 彭久高 于 2020-10-22 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种智能穿戴设备,涉及穿戴设备技术领域,其中,该智能穿戴设备包括处理器,以及分别与处理器电连接的加速度计、陀螺仪和扬声器;加速度计,用于采集用户头部的加速度信息;陀螺仪,用于采集用户头部的角速度信息;处理器,用于获取加速度信息和角速度信息,并根据加速度信息和角速度信息确定用户头部的角度信息;在角度信息与预设的标准角度信息不匹配的情况下,控制扬声器播放对应的提示信息。本申请提供的智能穿戴设备可以佩戴在用户头部,并在用户头部移动时随之一同移动,因此可以监控用户头部的姿态,以保证在用户头部姿态不正确时及时提醒用户校正头部姿态,减少长时间使用智能手机对颈椎造成的伤害。(The application provides intelligent wearable equipment, which relates to the technical field of wearable equipment, wherein the intelligent wearable equipment comprises a processor, an accelerometer, a gyroscope and a loudspeaker, wherein the accelerometer, the gyroscope and the loudspeaker are respectively and electrically connected with the processor; the accelerometer is used for acquiring acceleration information of the head of the user; the gyroscope is used for acquiring the angular velocity information of the head of the user; the processor is used for acquiring acceleration information and angular velocity information and determining the angle information of the head of the user according to the acceleration information and the angular velocity information; and under the condition that the angle information is not matched with the preset standard angle information, controlling the loudspeaker to play corresponding prompt information. The application provides an intelligence wearing equipment can wear at user&#39;s head to together remove thereupon when user&#39;s head removes, consequently can monitor the gesture of user&#39;s head, in order to guarantee in time to remind the user to rectify the head gesture when user&#39;s head gesture is incorrect, reduce the injury that uses the smart mobile phone to the cervical vertebra for a long time and cause.)

智能穿戴设备

技术领域

本申请涉及穿戴设备技术,尤其涉及一种智能穿戴设备,属于智能穿戴设备技术领域。

背景技术

随着智能手机的普及,智能手机已经成为人们生活中不可缺少的一部分。在工作、学习、社交、娱乐和运动等场景中随时都可以看到人们在使用智能手机,例如使用智能手机汇报工作、听网课、使用智能手机和朋友聊天、使用智能手机玩游戏等,智能手机的功能越强大,人们对智能手机的依赖就越多。

智能手机在提高人们生活便捷度的同时,也在伤害人们的身体健康。由于长时间使用智能手机,人的头部会不自觉的变低,当头部变低时会增加颈椎的压力,在颈椎长时间承受较大的压力后,颈部的肌肉力量会变弱,最终导致颈椎变形引起疼痛。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种智能穿戴设备,能够减少用户长时间使用智能手机对颈椎造成的伤害。

为了实现上述目的,第一方面,本申请实施例提供一种智能穿戴设备,包括:处理器,以及分别与处理器电连接的加速度计、陀螺仪和扬声器;

加速度计,用于采集用户头部的加速度信息;

陀螺仪,用于采集用户头部的角速度信息;

处理器,用于获取加速度信息和角速度信息,并根据加速度信息和角速度信息确定用户头部的角度信息;在角度信息与预设的标准角度信息不匹配的情况下,控制扬声器播放对应的提示信息。

可选的,处理器具体用于,在智能穿戴设备处于第一工作模式的情况下,当角度信息与预设的第一标准角度信息不匹配时,控制扬声器播放对应的提示信息,第一标准角度信息为系统预设的标准角度信息;

或,在智能穿戴设备处于第二工作模式的情况下,当角度信息与预设的第二标准角度信息不匹配时,控制扬声器播放对应的提示信息,第二标准角度信息为用户设置的标准角度信息。

可选的,该智能穿戴设备还包括与处理器电连接的骨传导传感器,骨传导传感器用于采集用户的骨声纹信息;

处理器,还用于获取骨声纹信息;在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,执行目标骨声纹信息对应的控制操作。

可选的,处理器具体用于,在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,解锁智能穿戴设备。

可选的,该智能穿戴设备还包括无线通信模块,用于与终端设备建立无线通信连接;

处理器,还用于在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,确定目标骨声纹信息对应的用户身份信息,并将确定的用户身份信息发送给终端设备,以使终端设备执行用户身份信息对应的控制操作。

可选的,该智能穿戴设备还包括与处理器电连接的手势传感器,手势传感器用于采集用户的手势信息;

处理器,还用于获取手势信息;在手势信息与第一目标手势信息匹配的情况下,执行目标手势信息对应的控制操作。

可选的,该智能穿戴设备还包括无线通信模块,用于与终端设备建立无线通信连接;

处理器,还用于在手势信息与第二目标手势信息匹配的情况下,向终端设备发送分享指令,分享指令用于终端设备将当前播放的音乐分享给目标用户。

可选的,无线通信模块为蓝牙模块。

可选的,该智能穿戴设备为智能耳机或智能眼镜。

可选的,智能耳机为真无线立体声智能耳机。

本申请实施例提供的智能穿戴设备可以佩戴在用户头部,并在用户头部移动时随之一同移动,并通过加速度计采集用户头部的加速度信息,通过陀螺仪采集用户头部的角速度信息,然后根据加速度信息和角速度信息确定用户头部的角度信息,当角度信息与预设的标准角度信息不匹配时,通过扬声器播放对应的提示信息,以及时提示用户当前的头部姿态需要校正,避免用户不自觉的低头,进而达到减少长时间使用智能手机对颈椎造成的伤害。

附图说明

图1为本申请实施例提供的智能穿戴设备的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的应用场景示意图。

附图标记说明:

110-处理器; 120-加速度计;

130-陀螺仪; 140-扬声器;

150-骨传导传感器; 160-手势传感器;

170-无线通信模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的效果、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作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。

下面结合附图,对本发明的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

图1为本申请实施例提供的智能穿戴设备的结构示意图,如图1所示,该智能穿戴设备包括:处理器110,以及分别与处理器110电连接的加速度计120、陀螺仪130和扬声器140,其中,加速度计120可以采集用户头部的加速度信息;陀螺仪130可以采集用户头部的角速度信息;处理器110可以获取加速度信息和角速度信息,并根据加速度信息和角速度信息确定用户头部的角度信息,在角度信息与预设的标准角度信息不匹配的情况下,控制扬声器140播放对应的提示信息。

具体的,处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括控制器,存储器,数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP),中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用,避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。

本申请实施例中的智能穿戴设备可以是智能耳机包括真无线立体声智能耳机,也可以是智能眼镜,还可以是其他穿戴在头部的智能设备,本申请实施例对此不作具体限定。

具体的,加速度计120可以是三轴加速度计,陀螺仪130可以是三轴陀螺仪,在具体实施时,智能穿戴设备中可以采用一组加速度计120和陀螺仪130,也可以采用两组分别对称设置的加速度计120和陀螺仪130,例如,当智能穿戴设备是智能耳机时,左耳机和右耳机可以分别设置一组加速度计120和陀螺仪130。需要说明的是,本申请对加速度计120和陀螺仪130的使用数据不作限定。

进一步的,本申请实施例中的智能穿戴设备还可以直接采用由陀螺仪130、加速度计120和磁力计组成的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)采集加速度信息和角速度信息,通过采用IMU可以使得智能穿戴设备获取更加准确的加速度信息和角速度信息。

通常智能穿戴设备在用户使用时都有相对固定的位置,例如,在用户正常佩戴耳机时,耳机与用户头部的相对位置基本是固定的,且不同用户在佩戴耳机时不会出现较大的差异,眼镜也是相同的情形。因此,智能穿戴设备厂商可以根据用户使用某一类智能穿戴设备的习惯,确定该智能穿戴设备与用户头部的相对位置关系,再根据使用手机时正确的头部姿态确定该智能穿戴设备在头部保持正确姿态时的姿态信息,其中,姿态信息主要是角度信息。

具体的,智能穿戴设备在工作时,可实时获取加速度信息和角速度信息,并根据加速度信息和角速度信息确定当前用户头部的角度信息,然后将该角度信息与预先设定的标准角度信息进行对比,若该角度信息与标准角度信息匹配,则确定当前用户的头部姿态正常;若该角度信息与标准角度信息不匹配,则确定当前用户的头部姿态不正常,此时,智能穿戴设备可以通过扬声器140播放对应的提示信息,提示用户及时矫正使用手机的姿势。

例如,智能穿戴设备中预先设定的标准角度信息:X轴的范围是正10°-负10°、Y轴的范围是正40°-负10°和Z轴的范围是正90°-负90°,智能穿戴设备当前确定的用户头部的角度信息为X轴正5°、Y轴负15°和Z轴正5°,通过对比可知,用户头部在Y轴方向上倾斜角度过大,已经不在标准角度信息的范围内,此时可以认为该角度信息与标准角度信息不匹配,并确定当前用户的头部姿态不正常。智能穿戴设备可以通过扬声器140提示用户“头部过低,请校正姿势”的提示语音。

在本申请实施例中,智能穿戴设备还可以具有多种工作模式,包括:在智能穿戴设备处于第一工作模式(普通模式)时,智能穿戴设备可将角度信息与预设的第一标准角度信息进行对比,当角度信息与预设的第一标准角度信息不匹配时,控制扬声器140播放对应的提示信息,其中,第一标准角度信息为系统预设的标准角度信息,即第一标准角度信息是智能穿戴设备厂家预先设定的;在智能穿戴设备处于第二工作模式(自定义模式)时,智能穿戴设备可将角度信息与预设的第二标准角度信息进行对比,当角度信息与预设的第二标准角度信息不匹配时,控制扬声器140播放对应的提示信息,其中,第二标准角度信息为用户设置的标准角度信息。

例如,用户在正常看手机时可以选择第一工作模式,智能穿戴设备将根据默认的第一标准角度信息监控用户头部的姿态。当用户躺在躺椅上看手机时,即使用户头部与手机之间处于相对正常的姿态,智能穿戴设备也会提示用户,因为智能穿戴设备采集的信息是惯性坐标系下的信息,且智能穿戴设备还在根据默认的第一标准角度信息监控用户头部的姿态。此时,用户可以先将智能穿戴设备处于设置模式下,让智能穿戴设备先采集自己在躺椅上的头部角度信息,并将该角度信息定义为第二标准角度信息,再将智能穿戴设备处于第二工作模式下,此时,智能穿戴设备将根据自定义的第二标准角度信息监控用户头部的姿态。

由于智能穿戴设备可以佩戴在用户头部,并在用户头部移动时随之一同移动,因此可以监控用户头部的姿态,以保证在用户头部姿态不正确时及时提醒用户校正头部姿态,避免长时间使用智能手机引起颈椎病变。

由于智能穿戴设备是穿戴在人体上的,因此用户都希望智能穿戴设备的体积越来越小,重量越来越轻。但是,智能穿戴设备的体积越来越小,重量越来越轻的同时,导致智能穿戴设备的实体按键也在变小变轻,因此智能穿戴设备厂家只能在有限的按键之间设计复杂的操作规则来保证多种功能的实现,因此,现有的智能穿戴设备存在操作规则复杂,不方便用户使用的问题。

为了提高用户使用的便利性,参照图1,本实施例中,智能穿戴设备还可以包括:与处理器110电连接的骨传导传感器150,骨传导传感器150可以采集用户的骨声纹信息;处理器110还可以获取骨声纹信息;在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,执行目标骨声纹信息对应的控制操作。其中,骨声纹信息是指用户的声音经骨骼传递后的信息,由于人的骨结构都是独一无二的,所以声音在骨骼间的反射也是独一无二的,每个人的骨声纹都不同,因此,骨声纹信息可以用于识别用户和用户所说的指令。

具体的,骨传导传感器150可以设置在该智能穿戴设备在被使用时能够接触到用户颧骨的位置,当用户说话时骨传导传感器150就可以采集到用户的骨声纹信息。用户还可以预先在智能穿戴设备中录入自己的骨声纹信息作为目标骨声纹信息,例如,用户可以提前录制“解锁”的骨声纹信息作为目标骨声纹信息,并将该目标骨声纹信息与解锁智能穿戴设备的操作进行关联,然后,当用户在使用智能穿戴设备时,可以直接说出“解锁”,由骨传导传感器150采集该骨声纹信息,智能穿戴设备可以将目标骨声纹信息与该骨声纹信息进行对比,若该骨声纹信息与目标骨声纹信息匹配,则解锁该智能穿戴设备。

进一步的,骨传导传感器150在采集到骨声纹信息后,可以对骨声纹信息进行频谱转换和声纹特征,频谱转换包括把骨声纹信息经有限时长的频域分析转换成能量频谱图,其中,能量频谱越亮表示该时间点在该频率处的能量越大,反之越暗表示该时间点在该频率处的能量越小。智能穿戴设备可以获取采样区间内能量值超过预设值的频率点的能量值,以及这些频率点之间的时间间隔,并把这些频率点的能量值和时间间隔组成的空间向量作为这个采样区间的特征向量;声纹特征提取包括把多个采样空间的特征向量的集合作为该骨声纹信息的声纹特征,最后将目标骨声纹信息的声纹特征与该骨声纹信息的声纹特征进行对比,判断目标骨声纹信息和该骨声纹信息是否匹配。

参照图1,该智能穿戴设备还可以包括无线通信模块170,智能穿戴设备还可以通过无线通信模块170与终端设备建立无线通信连接,其中,无线通信模块170可以是蓝牙模块,也可以是蓝牙低能耗模块。图2为本申请实施例提供的应用场景示意图,图2中的智能穿戴设备与终端设备通过蓝牙模块建立通信连接,其中,智能穿戴设备以无线耳机为例,终端设备以智能手机为例;处理器110还可以在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,确定目标骨声纹信息对应的用户身份信息,并将确定的用户身份信息发送给终端设备,以使终端设备执行用户身份信息对应的控制操作。

具体的,由于骨声纹信息还具有识别目标用户的作用,所以智能穿戴设备还可以在骨声纹信息与预设的目标骨声纹信息匹配的情况下,确定目标骨声纹信息对应的用户身份信息。例如,当甲乙之间共用一个智能耳机时,可以在该智能耳机中同时存入不同的目标骨声纹信息,当甲使用该智能耳机时,甲说出“播放音乐”,此时智能耳机时可以根据该骨声纹信息确定当前的用户是甲,并向已连接的终端设备发送用户甲的身份信息和音乐播放指令,终端设备则可以播放用户甲对应的音乐列表A中的音乐;当乙使用该智能耳机时,乙说出“播放音乐”,此时智能耳机时可以根据该骨声纹信息确定当前的用户是乙,并向已连接的终端设备发送用户乙的身份信息和音乐播放指令,终端设备则可以播放用户乙对应的音乐列表B中的音乐。

参照图1,该智能穿戴设备还可以包括与处理器110电连接的手势传感器160,手势传感器160可以用于采集用户的手势信息;处理器110还可以获取手势信息;在手势信息与第一目标手势信息匹配的情况下,执行目标手势信息对应的控制操作。

具体的,手势操作可以包括滑动操作、连续点击操作、多指同时操作等,智能穿戴设备可以通过手势传感器160获取手势信息,并将手势信息与第一目标手势信息进行对比,若手势信息与第一目标手势信息匹配,则执行第一目标手势信息对应的控制操作,其中,该第一目标手势信息可以是智能穿戴设备厂家设定的,也可以用户自行设定的,同时该第一目标手势信息对应的控制操作也可以是用户自行设定的。

例如,当智能穿戴设备是智能耳机时,用户可以在手势感应区进行上滑操作增加智能耳机音量,下滑操作减少智能耳机音量。在通过无线通信模块170连接终端设备时,还可以进行“S”型滑动操作收藏当前播放的音乐,“O”性滑动操作循环播放当前的音乐。用户还可以自行将“同时触摸耳机两端”设定为目标手势信息,将“当前音乐分享给目标用户”设定为“同时触摸耳机两端”对应的控制操作,然后用户可以对智能耳机进行同时触摸耳机两端的手势操作,以使智能耳机生成分享指令,并将该分享指令发送至终端设备,终端设备可以在接收到该分享指令后将当前播放的音乐分享给目标用户。

在本申请实施例中,智能穿戴设备可以佩戴在用户头部,并在用户头部移动时随之一同移动,并通过加速度计120采集用户头部的加速度信息,通过陀螺仪130采集用户头部的角速度信息,然后根据加速度信息和角速度信息确定用户头部的角度信息,当角度信息与预设的标准角度信息不匹配时,通过扬声器140播放对应的提示信息,以及时提示用户当前的头部姿态需要校正,避免用户不自觉的低头,进而达到解决用户长时间使用智能手机引起颈椎病变的问题。

另外,在智能穿戴设备设置有骨传导传感器150的情况下,智能穿戴设备可以采集用户的骨声纹信息,并根据匹配的骨声纹信息执行对应的控制操作,进而无需用户记忆复杂的按键组合;在智能穿戴设备设置有手势传感器160的情况下,智能穿戴设备可以采集用户的手势操作,手势操作相比于按键操作更加方便,形式更加简洁方便记忆,因此,本申请实施例提供的智能穿戴设备还可以支持多种形式进行操作,方便用户使用。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述效果,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”等应做广义理解,例如可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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