具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种磕头计数方法及装置，以实现连续磕头计数。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明公开一种磕头计数方法，所述方法包括：

步骤S1：判断是否接收到大于第一设定时长的按键信号；如果接收到大于第一设定时长的按键信号，则通过语音提示计数结果；如果没有接收到大于第一设定时长的按键信号，则执行步骤S2。

步骤S2：按照第二设定时长获取当前时刻XYZ三轴方向的加速度值，并基于XYZ三轴方向的加速度值判断是否产生拐点数据；如果产生拐点数据，则保存拐点数据，生成动作序列，并执行步骤S3；如果没有产生拐点数据，则执行步骤S1；所述拐点数据包括相邻拐点之间数据变化方向、加速度值斜度以及时间差；所述动作序列包括多个磕头动作。

步骤S3：计算所述动作序列与动作序列样本的相似度，获得第一相似度；并判断所述第一相似度是否大于设定阈值；如果大于设定阈值，则计数加一，并清空所述动作序列，返回步骤S1；如果小于或等于设定阈值，则执行步骤S4。

步骤S4：对所述动作序列进行修正，获得修正序列；具体的，本发明采用拐点数据修正规则对所述动作序列进行修正，获得修正序列；所述拐点数据修正规则为动作强度变小、相邻动作切换时间变长以及动作方向不变；将所述数据变化方向作为动作方向，将加速度值斜度作为动作强度，将时间差作为动作切换时间。

步骤S5：计算所述修正序列与动作序列样本的相似度，获得第二相似度；并判断所述第二相似度是否大于设定阈值；如果大于设定阈值，则计数加一，并清空所述动作序列，返回步骤S1；如果小于或等于设定阈值，则直接返回步骤S1。

本实施例中，所述基于XYZ三轴方向的加速度值判断是否产生拐点数据，具体包括：

基于相邻两时刻的XYZ三轴方向的加速度值判断是否产生拐点；

如果产生拐点，则基于相邻的两个拐点确定拐点数据；

如果没产生拐点，则无需处理。

本发明采集到的XYZ三轴方向的加速度值都有正、反两个方向；拐点表示每个轴方向的加速度值从正方向变成反方向或反方向变成正方向时的时间节点；例如：如抬头过程中三轴加速度传感器的Z轴正方向数据会逐步增加，当抬头到极限无法再抬高的位置时，三轴加速度传感器的Z轴数据就不会再增加，如果此时低头动作，三轴加速度传感器的Z轴数据就会反方向变化，这个时间节点就是拐点。

拐点数据可以用来反应使用者在磕头中动作变化的趋势，比如抬头、低头，转头、下蹲等动作。比如，使用者在做一组磕头动作时，需要5个动作：初始位置—动作1—动作2—动作3—动作4—动作5—完成位置，如果能直接检测到每个动作，再根据这个动作关联性，即可识别出使用者是否完成一组磕头动作。明确了拐点后，当前拐点和上一个拐点就可以进行比较，比如两个拐点之间时间差，两个快点之间的加速度值斜度，数据变化方向等。因此可以理解为从动作1到动作2的变化需要多少时间，主要用到哪个轴做为主方向，使用多大的加速度等。

本发明使用者首次使用前，必须进行学习操作，执行步骤S6生成一个动作序列样本，具体包括：

步骤S61：保存XYZ三轴方向的加速度初始值。

步骤S62：判断是否接收到大于第三设定时长的按键信号；如果接收到大于第三设定时长的按键信号，则执行步骤S64；如果没有接收到大于第三设定时长的按键信号，则执行步骤S63。

步骤S63：按照第二设定时长获取当前时刻XYZ三轴方向的加速度值，并基于XYZ三轴方向的加速度值判断是否产生拐点数据；如果产生拐点数据，则保存拐点数据，并返回步骤S62；如果没有产生拐点数据，则执行步骤S62。

步骤S64：根据存储的拐点数据生成动作序列样本。

步骤S65：通过语音提示结束学习过程。

本实施例中，所述根据存储的拐点数据生成动作序列样本，具体包括：

步骤S641：对存储的拐点数据进行过滤；本实施例进行过滤，其目的是为了去除异常数据，所述异常数据为加速度值瞬间突变的数据，这种瞬间突变数据不一定每次流程都能出现，不具备代表性。

步骤S642：将不同动作序列中相同位置对应的过滤后的拐点数据进行求平均处理，获得各位置对应的平均拐点数据。

学习过程就是要让磕头计数装置知道使用者在做一组磕头运动时，需要有几个不同动作位置，这样就组成一个动作序列样本：比如：拐点数据1变化到拐点数据2用了多少时间，加速度斜度是多少比例，拐点数据2变化到拐点数据3用了多少时间，加速度斜度是多少比例等等…。

首次学习，磕头计数装置会提示使用者进行完成一组磕头动作，那么磕头计数装置就可以产生一组动作序列样本，为了验证这个动作序列样本数据的可靠性还需要操作者再进行连续多次的磕头动作。不同动作序列中相同位置数据进行平均值处理。

比如，第一组动作，拐点1变化到拐点2用了1.2秒，加速度斜度比例0.24；第二组动作，拐点1变化到拐点2用了1.4秒，加速度斜度比例0.21；第三组动作，拐点1变化到拐点2用了1.5秒，加速度斜度比例0.19；第四组动作，拐点1变化到数据2用了1.2秒，加速度斜度比例0.23；那么差异性优化就是将不同动作序列中的相同位置拐点变化数据进行平均处理，最后保存成样本库数据。

步骤S643：基于各位置对应的平均拐点数据生成动作序列样本。

在步骤S6之前还包括：通过语音播报注意事项。

本实施例中，第一设定时长、第二设定时长以及第三设定时长根据具体需求进行选择，不同环境下可以选择不同的数值，本实施例中，第二设定时长优选为50-100ms间隔。

实施例2

如图2和图3所示，本发明还提供一种磕头计数装置，所述装置包括：三轴加速度传感器8、主控制器4、按键7和语音播报器9；所述三轴加速度传感器8、所述按键7和所述语音播报器9均与所述主控制器4连接，所述三轴加速度传感器8用于采集当前时刻XYZ三轴方向的加速度值；所述主控制器4用于根据实施例1的方法进行计数；所述按键7用于向所述主控制器4发送按键信号；所述语音播报器9用于根据所述主控制器4发送指令提示计数结果、语音提示结束学习以及播报注意事项。在整个磕头过程中，XYZ三轴方向的加速度值变化示意图如图4所示。

作为一种可选的实施方式，本发明所述装置还包括：耳机外壳3、外壳盖板6、耳挂1、耳机扬声器2和PCB板5；所述耳机外壳3、所述外壳盖板6组合构成一个密封空间，用于存储PCB板5；所述PCB板5上设置所述主控制器4和所述三轴加速度传感器8；所述语音播报器9通过所述耳机扬声器2进行播放；所述耳机扬声器2与所述耳机外壳3连接；所述耳挂1与所述耳机外壳3连接，所述耳挂1用于将耳机固定在耳朵上；所述按键7设置在所述外壳盖板6上。

本实施例中，所述耳挂1用于将耳机固定在耳朵上，在运动过程中防止耳机脱落，也可防止耳机运动中发生较大位移。耳机扬声器2用于对使用者进行语音提示，使用者无需监中断磕头动作即可获知计数或操作信息。

作为一种可选的实施方式，本发明所述装置还包括：蓝牙传输模块10，与所述主控制器4连接，用于以蓝牙的方式将计数结果传输至手机，以使后续进行磕头数据管理。

供电模块11，与所述主控制器4连接，用于给所述主控制器4供电。供电模块11为可充电式电源，可持续为所述主控制器4提供电源，也可通过所述主控制器4为其充电。

电量采集模块12，分别与所述供电模块11和所述主控制连接，用于采集供电模块11剩余的电量，并将电量发送至所述主控制器4，以使主控制器4控制语音播报器9播报电量不足提示音，通过充电接口13对供电模块11进行充电，充电完成后所述主控制器4控制指示灯按键控制单元触发指示灯显示。

指示灯按键控制单元，分别与所述按键7和所述主控制器4连接，用于根据按键7发送的按键信号唤醒所述主控制器4，以使主控制器4控制语音播报器9播报提示音或注意事项，进入学习或计数模式。

本发明公开的磕头计数装置的工作原理如下：

本发明将磕头计数装置集成一个耳机，使用者佩戴好耳机后，耳机随头部运动，三轴加速度传感器8可检测到耳机空间位置变化引起的当前时刻XYZ三轴方向的加速度值变化，基于当前时刻XYZ三轴方向的加速度值来确定拐点数据，基于拐点数据确定动作序列，计算动作序列与动作序列样本进行相速度计算，符合计数条件则自动产生计数。

使用者首次使用前，必须进行学习操作，让磕头计数装置生成一个动作序列样本。使用者佩戴好耳机后，按按键7，指示灯按键控制单元唤醒主控制器4，主控制器4控制语音播报器9播放提示音或注意事项，通过按键7结合语音内容选择进入学习功能。主控制器4读取三轴加速度传感器8的初始值并写入存储单元14作为运行参数，使用者按语音提示内容完成1组磕头动作，主控制器4以50-100ms间隔定期读取三轴加速度传感器8检测的XYZ三轴方向的加速度值，并确定是否为拐点数据，通过数字滤波流程过滤异常数据，将完整的拐点数据写入到存储单元14，主控制器4控制语音播报器9提示使用者进行连续多次磕头动作，以验证拐点数据的准确性，并对多次磕头动作中的拐点数据进行差异性优化(即将不同动作序列中相同位置对应的过滤后的拐点数据进行求平均处理)，生成动作序列样本写入存储单元14。

进行计数前，使用者需佩戴好耳机，按按键7，指示灯按键控制单元唤醒主控制器4，主控制器4控制语音播报器9播放提示音或注意事项，通过按键7结合语音内容选择进入计数功能。主控制器4读取三轴加速度传感器8的XYZ三轴方向的加速度初始值并写入存储单元14作为运行参数。当使用者开始磕头动作后，主控制器4以50-100ms间隔定期读取三轴加速度传感器8检测的XYZ三轴方向的加速度值，并确定是否为拐点数据，通过数字滤波流程过滤异常数据写入存储单元14产生动作序列记录，主控制器4定期回读存储单元14的动作序列，与存储单元14保存的动作序列样本进行相似度对比，当相似度大于预设阀值则计数结果+1，清除上一组动作序列记录。

随着使用者的磕头数量增加，肌肉劳累导致的磕头动作变形或动作速度变慢，本方案提供一种动作变形修正方法：不以实际加速度值作为关键数据，而是以三轴加速度传感器8拐点数据包括：相邻拐点之间数据变化方向，拐点之间的加速度值斜度，各拐点之间的时间差，这三个数据分别作为动作方向，动作强度和相邻动作切换时间作为关键数据进行运算，当肌肉劳累时动作强度变小、相邻动作切换时间就会整体变长不过动作方向则不会变化，根据该规则可对动作变形修正。

使用者停止磕头时，按按键7，主控制器4停止接收三轴加速度传感器8检测的XYZ三轴方向的加速度值，主控制器4控制语音播报器9播放停止提示音或计数结果，同时主控制器4控制蓝牙传输模块10与手机端进行连接，并完成数据传输。

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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。