具体实施方式

在更详细地描述本发明前，应当注意，在认为适当的情况下，附图中重复使用附图标号指示对应或类似的元件，其选择上可以具有类似的特性。

参阅图1与图2，绘示出的本发明实施例的穿戴装置100例如实施成适于配戴在用户的脸部的智能眼镜，但不以此为限。在其他实施例中，所述穿戴装置100亦可实施成穿戴在如用户的腰部的智能腰带。所述穿戴装置100例如包含穿戴本体10(如图2所示的眼镜框架)、惯性测量单元1、处理单元2及输出单元3。

请注意，在本实施例中，所述穿戴本体10必须适当地配戴在用户的脸部上，以便能与所述用户的脸部(或头部)一起移动。

所述惯性测量单元1安装于所述穿戴本体10，并操作来测量所述穿戴本体10在移动时的加速度与角速度。在本实施例中，所述惯性测量单元1例如包含三轴加速度计11及多轴陀螺仪12。更具体地，所述三轴加速度计11操作来测量所述穿戴本体10移动时分别在第一至第三方向的第一至第三加速度。更明确地，所述第一方向和所述第二方向与所述用户的行进方向有关并且彼此互相垂直，以下例如分别以X方向和Y方向来表示，而所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向垂直，以下例如以Z方向来表示。在本实施例中，所述多轴陀螺仪12操作来在所述用户行进时至少测量所述穿戴本体10绕着在所述第一方向(X方向)的第一轴晃动的第一角速度以及绕着在第二方向(Y方向)的第二轴晃动的第二角速度。

所述处理单元2安装于所述穿戴本体10且电连接所述惯性测量单元1。所述处理单元2的详细操作将在下文中说明。

所述输出单元3安装于所述穿戴本体10，且电连接并受控于所述处理单元2。在本实施例中，所述输出单元3可以包含如内嵌于镜片的透明显示屏的显示模块31，但不以此例为限。然而，在其他实施例中，所述显示模块31亦可为发光模块，其用于产生视觉上的光学输出，或者所述输出单元3亦可以还包含用于产生音频输出的音频模块(图未示出)，又或者仅包含此音频模块。

所述穿戴装置100能操作在校准模式或监测模式。具体而言，当所述穿戴装置100(或所述穿戴本体10)初始配戴于所述用户的脸部时，所述穿戴装置100操作在所述校准模式，以便获得对应于所述用户的晃动角度阈值。

以下，将配合图1及图3来说明所述穿戴装置100在所述校准模式时如何执行以下的步骤301～305。

首先，在步骤301中，在所述用户在地面上连续行走N(N>1)步的校准期间内，所述穿戴装置100与所述用户的脸部一起移动(见图5)，在此情况下，所述惯性测量单元1的所述三轴加速度计11通过测量移动的所述穿戴本体10分别在X方向、Y方向及Z方向的第一加速度、第二加速度及第三加速度而获得对应于所述用户的脸部的移动且由所述第一至第三加速度所构成的加速度数据。举例来说，N＝17，且所述三轴加速度计11获得的所述第一至第三加速度分别如图4所示的曲线a1、a2和a3。

然后，所述处理单元2通过执行步骤302至步骤305来获得对应于所述用户且与所述用户的脸部的晃动有关的晃动角度阈值(以下，以β来表示)。

在步骤302中，所述处理单元2根据所述第一加速度和所述第二加速度以及每一步的步态周期(以下，以Ti来表示)，计算出对应于每一步的步幅L1_i，i＝1,…,N(见图5)。请注意，每一步的步态周期Ti实际上是所述第三加速度中对应的两个相邻最小峰点之间相距的时间(见图5)。举例来说，根据图4所示的曲线a1和a2，将曲线a1对应于T1的曲线段对T1进行两次积分而获得于T1在X方向的位移α_x1，将曲线a2对应于T1的曲线段对T1进行两次积分而获得于T1在Y方向的位移α_y1，并根据所述位移α_x1和α_y1计算出L1₁；同理，可计算出L1₂～L1₁₇。

在步骤303中，所述处理单元2根据所述第三加速度及每一步的步态周期Ti，计算出于每一步的步态周期Ti内所述用户的脸部在Z方向的位移L2_i，i＝1,…,N。举例来说，根据图4所示的曲线a3，将曲线a3对应于T1的曲线段对T1进行两次积分而获得于T1在Z方向的位移L2₁。

在步骤304中，所述处理单元2根据所述步幅L1_i及所述位移L2_i，计算出所述肢体部位在对应的步态周期内的参考晃动角度β_i，i＝1,…,N。本实施例中，所述参考晃动角度β_i被定义为cot^-1(L1_i/L2_i)(见图5)。按照前例，当N＝17时，β₁，β₂，...，β₁₇能被计算出。

在步骤305中，所述处理单元2计算出所述参考晃动角度β₁～β_N的平均值作为所述晃动角度阈值β。换言之，β＝(β₁+β₂+...+β_N)/N。按照前例，当N＝17时，β＝(β₁+β₂+...+β₁₇)/17。

在获得所述用户的晃动角度阈值β后，所述穿戴装置100可以操作在所述监测模式，以便监测所述用户于行进时是否平衡。

以下，将配合图1及图6来说明所述穿戴装置100在所述监测模式时如何执行以下的步骤601～605。

在步骤601中，所述惯性测量单元1的所述多轴陀螺仪12通过测量移动的所述穿戴本体10分别绕着(在X方向)的第一轴和(在Y方向)的第二轴晃动的第一角速度(以下以ω_Roll表示)及第二角速度(以下以ω_Pitch表示)而获得对应于所述穿戴装置100(或所述用户的脸部)的晃动且由所述第一角速度ω_Roll及所述第二角速度ω_Pitch所构成的角速度数据。

然后，在步骤602中，所述处理单元2根据来自所述惯性测量单元1的所述角速度数据，计算出所述用户的脸部(或头部)在每一单位时间(以下以τ表示)内的晃动角度(以下以θ表示)。请注意，在本实施例中，所述单位时间τ例如为所述多轴陀螺仪12的取样周期，但不以此例为限，并且所述晃动角度θ代表所述用户的脸部(或头部)绕着在所述用户的行进方向的一个轴晃动的角度。具体而言，所述处理单元2先根据所述第一角速度ω_Roll及所述第二角速度ω_Pitch计算出所述用户的脸部(或头部)绕着在所述用户的行进方向的所述轴晃动的(合成)角速度ω_Roll,Pitch，其中，ω_Roll,Pitch＝(ω² _Roll+ω² _Pitch)^1/2，然后，将所述角速度ω_Roll,Pitch积分所述单位时间τ即可获得所述晃动角度θ。

然后，在步骤603中，所述处理单元2判定(对应于每一单位时间)的所述晃动角度θ是否大于(在先前的校准期间获得的)所述晃动角度阈值β。若判定结果为肯定，即，θ>β时，流程进行步骤604；若判定结果为否定，即，θ≤β时，流程进行步骤605。

在本实施例中，若θ>β时，此代表所述用户若不改变其惯性将处于不平衡状态。于是，在步骤604中，所述处理单元2使所述输出单元3产生一用于指示不平衡的警示输出，此警示输出可以作为防跌警示，以提醒所述用户及早响应(例如，停止前进)，由此达到防跌的功效。在本实施例中，所述警示输出可以实施成例如显示于所述显示模块31的警示图案，如发出闪烁红光的环状图案71(见图7)，但不以此例为限。在其他实施例中，所述警示输出不仅包含显示的闪烁图案，还可包含由音频模块(如蜂鸣器)所发出的音频输出(如急促的蜂鸣声)。

在本实施例中，若θ≤β时，此代表所述用户正处于平衡状态。于是，在步骤605中，所述处理单元2使所述输出单元3产生用于指示平衡的指示输出。在本实施例中，所述指示输出可以实施成例如显示于所述显示模块31的指示图案，如发出绿光的饼图案72(见图7)，但不以此例为限。

综上所述，由于在校准期间所获得的晃动角度阈值β能充分反映出用户个人的平衡控制能力，因此本发明的穿戴装置100利用所述晃动角度阈值β作为判定所述用户是否平衡的依据的不平衡预警方式确实能提供符合个人平衡控制能力的防跌预警。此外，所述晃动角度阈值β亦可作为所述用户所需的平衡辅具在设计或调整时的重要参数，以期达成定制化平衡辅具的目的。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。