头部姿态监测方法、主控设备以及智能穿戴设备与流程

1.本发明涉及穿戴设备技术领域，特别涉及一种头部姿态监测方法、主控设备以及智能穿戴设备。


背景技术：

2.随着移动互联网和电子技术的不断发展，耳机、智能头环、智能眼镜等智能穿戴设备的普及度越来越高。在娱乐、工作与学习的过程中，人体的头部可能会不自觉地前倾或者保持异常的角度，进而给颈部带来较大的压力。在此过程中，若人体佩戴了智能穿戴设备，则可利用智能穿戴设备与人体头部保持相对静止的特点，实现对人体头部姿态的检测。
3.现有技术通常采用姿态传感器来检测智能穿戴设备的姿态角，通过异常姿态角的持续时间来判断人体头部是否处于异常姿态。然而，检测到人体头部处于异常姿态并进行提示纠正后，并没有对人体头部进行复位检测，导致提示纠正效果较差。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种头部姿态监测方法、主控设备以及智能穿戴设备，旨在解决对人体头部姿态提示纠正效果较差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种头部姿态监测方法，所述头部姿态监测方法包括：
6.触发姿态纠正模式，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值；
7.当所述颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，发送提示信息，并采集复位检测时长内的复位姿态数据，所述复位姿态数据包括复位姿态角以及与每一所述复位姿态角相对应的复位持续时长；
8.当所述复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻所述短时姿态角之间的有效间隔时长；
9.计算所有所述有效间隔时长以及与所述有效间隔时长相邻的复位持续时长之和，作为高频持续时长；
10.根据所述高频持续时长与预设的判定时长，判断复位是否合格；
11.当复位合格时，退出所述姿态纠正模式；以及
12.当复位不合格时，调整所述纠正检测时长和所述疲劳度阈值，并再次计算所述颈部疲劳值。
13.优选地，所述依次获取相邻所述短时姿态角之间的有效间隔时长，包括：
14.依次计算相邻两个所述短时姿态角的复位持续时长之间的间隔时长，作为短时间隔时长；以及
15.当所述短时间隔时长小于或者等于预设的晃动时长时，将所述短时间隔时长标记为有效间隔时长。
16.优选地，在所述当所述复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻
所述短时姿态角之间的有效间隔时长之前，所述头部姿态监测方法还包括：
17.依次判断所有所述复位姿态角是否位于安全角度范围内；
18.当所有所述复位姿态角均不位于所述安全角度范围内时，确认复位不合格；以及
19.当所述复位姿态角位于所述安全角度范围内时，若所述复位姿态角的复位持续时长小于有效时长，则标记为短时姿态角。
20.优选地，所述调整所述纠正检测时长和所述疲劳度阈值，包括：
21.计算所述高频持续时长与所述判定时长的比值，作为高频复位比值；以及
22.根据所述高频复位比值，缩短所述纠正检测时长并减小所述疲劳度阈值。
23.优选地，所述计算纠正检测时长内的颈部疲劳值，包括：
24.采集所述纠正检测时长内的姿态检测数据，所述姿态检测数据包括检测姿态角以及与每一所述检测姿态角相对应的姿态持续时长；
25.从所述检测姿态角中筛选出有效姿态角和异常姿态角；
26.根据所述有效姿态角对应的姿态持续时长，获取修正系数；
27.根据所述异常姿态角以及相对应的姿态持续时长，计算初步疲劳值；以及
28.计算所述修正系数和所述初步疲劳值之积，作为所述颈部疲劳值。
29.优选地，所述根据所述异常姿态角以及相对应的姿态持续时长计算初步疲劳值，包括：
30.计算每一所述异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积，作为姿态角疲劳值；以及
31.计算所有所述姿态角疲劳值之和，作为所述初步疲劳值。
32.优选地，所述计算每一所述异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积作为姿态角疲劳值，包括：
33.根据安全角度范围，从每一所述异常姿态角对应的若干子角度中选取一个子角度，作为主角度；
34.根据每一所述异常姿态角对应的若干子角度，计算补偿系数；以及
35.计算所述主角度与相对应的姿态持续时长、补偿系数之积，作为所述姿态角疲劳值。
36.优选地，在所述触发姿态纠正模式之前，所述头部姿态监测方法还包括：
37.采集初始姿态角；
38.当所述初始姿态角处于安全角度范围之外时，记录所述初始姿态角处于所述安全角度范围之外的异常持续时长；以及
39.当所述异常持续时长大于或者等于触发时长时，触发所述姿态纠正模式。
40.本发明进一步提出一种主控设备，所述主控设备包括：
41.存储器，用于存储程序指令；以及
42.处理器，用于执行所述程序指令以实现如上所述的头部姿态监测方法。
43.本发明进一步还提出一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备用于佩戴于人体的头部，所述智能穿戴设备包括主体和如上所述的主控设备，所述主控设备与所述主体通信连接。
44.本发明技术方案的有益效果在于：进入姿态纠正模式后，计算纠正检测时长内的
颈部疲劳值，当颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，表示用户颈部处于疲劳状态，需要对用户进行头部姿态的复位或者纠正提示，则触发提示模式。发送提示信息，同时采集复位检测时长内的复位姿态数据，以对用户的头部姿态进行复位检测，从而判定用户在预设的复位检测时长内是否进行了姿态纠正。当用户进行头部往复运动时，表示用户在做头部转动或仰动等动作，以缓解颈部压力，因此，检测复位姿态角中的短时姿态角，并相应计算高频持续时长，根据高频持续时长判断用户是否复位合格，从而能够对用户的复位情况进行检测，以提高头部姿态提示纠正效果。
附图说明
45.图1为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的流程图。
46.图2为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第一子流程图。
47.图3为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第二子流程图。
48.图4为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第三子流程图。
49.图5为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第四子流程图。
50.图6为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第五子流程图。
51.图7为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第六子流程图。
52.图8为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第七子流程图。
53.图9为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第八子流程图。
54.图10为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的应用场景示意图。
55.图11为本发明实施例提供的主控设备的内部结构示意图。
56.图12为本发明实施例提供的智能穿戴设备的内部结构示意图。
57.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
58.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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。
59.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
60.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
61.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范
围之内。
62.请结合参看图1和图10，图1为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的流程图，图10为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的应用场景示意图。头部姿态监测方法用于对人体的头部姿态进行监测，防止头部姿态异常对颈部造成较大压力的同时，跟踪检测人体头部的复位情况。在本实施例中，头部姿态监测方法通过人体头部佩戴的智能穿戴设备对人体头部姿态进行监测。其中，智能穿戴设备包括但不限于耳机(例如，tws耳机、蓝牙耳机、有线耳机等)、智能头环、智能眼镜、vr头显等电子设备。
63.以图10所示的应用场景为例，用户3的头部佩戴有耳机2，主控设备10设置于耳机2内。在本实施例中，主控设备10用于执行头部姿态监测方法。其中，主控设备10的相关功能可以由一个设备实现，也可以由多个设备共同实现，还可以是由一个设备内的一个或多个功能模块实现，在此不作具体限定。可以理解的是，上述功能既可以是硬件设备中的网络元件，也可以是在专用硬件上运行的软件功能，或者是硬件与软件的结合，或者是平台(例如，云平台)上实例化的虚拟化功能。
64.头部姿态监测方法具体包括如下步骤。
65.步骤s102，触发姿态纠正模式，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值。
66.在本实施例中，耳机2设置有姿态检测传感器，主控设备10与姿态检测传感器通讯连接。姿态检测传感器持续对耳机2的姿态角进行检测，并实时将检测到的耳机2的姿态角发送至主控设备10。由于用户3佩戴耳机2后，人体头部与耳机2保持相对静止的状态，因此，将耳机2的姿态角近似等同于人体头部的姿态角。其中，姿态检测传感器包括但不限于加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器等。
67.具体地，主控设备10预先设置有纠正检测时长，触发姿态纠正模式后，主控设备10采集纠正检测时长内姿态检测传感器发送的姿态角，以计算颈部疲劳值。在本实施例中，颈部疲劳值表示纠正检测时长内，人体头部对颈部造成的疲劳值。其中，纠正检测时长的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
68.如何计算纠正检测时长内的颈部疲劳值的具体过程将在下文详细描述。
69.步骤s104，当颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，发送提示信息，并采集复位检测时长内的复位姿态数据。
70.在本实施例中，主控设备10预先设置有疲劳度阈值，主控设备10根据颈部疲劳值和疲劳度阈值判断颈部是否处于疲劳状态。具体地，当颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，表示颈部处于疲劳状态；当颈部疲劳值小于疲劳度阈值时，表示颈部还未疲劳。其中，疲劳度阈值的具体大小可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
71.当颈部处于疲劳状态时，主控设备10发送提示信息，并采集复位检测时长内的复位姿态数据。其中，提示信息包括但不限于语音信息、振动信息等。也就是说，主控设备10可以发送语音信息，以使用户3能够通过耳机2听到该语音信息，以对头部的姿态进行纠正复位；主控设备10也可以发送振动信息，以使用户3能够通过耳机2感受到振动，以对头部的姿态进行纠正复位。
72.具体地，主控设备10预先设置有复位检测时长，发送提示信息后，主控设备10采集复位检测时长内，姿态检测传感器发送的耳机2的姿态角作为复位姿态角。相应地，主控设备10记录发送提示信息的时刻，采集发送提示信息时刻所对应的复位姿态角，并对采集的
复位姿态角进行检测。每当检测到耳机2的姿态角发生变化时，主控设备10记录姿态角发生变化的时刻以及相对应的复位姿态角，直至记录到复位检测时长结束的时刻。主控设备10通过若干记录的时刻进行计算，即可得到复位检测时长内的复位姿态数据。其中，复位姿态数据包括复位姿态角和复位持续时长，每一复位姿态角均对应一个复位持续时长。可以理解的是，主控设备10计算两个时刻之间的差值作为相对应的复位姿态角的复位持续时长。复位检测时长表示进行复位检测的持续时长，复位检测时长的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
73.步骤s106，当复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻短时姿态角之间的有效间隔时长。
74.主控设备10根据复位姿态角和相应的复位持续时长判断该复位姿态角是否为短时姿态角。其中，短时姿态角表示落于安全角度范围内且维持时间较短的姿态角。当复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，主控设备10根据相邻短时姿态角之间的间隔时长获取有效间隔时长。
75.如何依次获取相邻短时姿态角之间的有效间隔时长的具体过程将在下文详细描述。
76.步骤s108，计算所有有效间隔时长以及与有效间隔时长相邻的复位持续时长之和，作为高频持续时长。
77.主控设备10计算所有有效间隔时长之和作为第一值，计算所有与有效间隔时长相邻的复位持续时长之和作为第二值，并计算第一值与第二值之和作为高频持续时长。可以理解的是，一个有效间隔时长加上相邻两个短时姿态角的复位持续时长之和，表示人体头部的姿态角进入安全角度范围内开始，移动至安全角度范围外后，再次进入安全角度范围内后，移动至安全角度范围外结束。在本实施例中，高频持续时长表示用户3在调整头部姿态过程中，使头部做往复运动的累计时长。
78.步骤s110，根据高频持续时长与预设的判定时长判断复位是否合格。
79.在本实施例中，主控设备10预先设置有判定时长，主控设备10判断高频持续时长是否小于判定时长。其中，判定时长小于或者等于复位检测时长，判定时长的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
80.当高频持续时长大于或者等于判定时长时，表示在复位检测时长内，用户3控制头部做往复运动的时长达到了缓释颈部压力的时间要求，使得颈部压力得到缓解，则主控设备10确认复位合格。
81.当高频持续时长小于判定时长时，表示在复位检测时长内，用户3虽然有控制头部做往复运动，但是头部在做往复运动的时长并未达到缓释颈部压力的时间要求，进而导致颈部压力没有得到有效缓解，则主控设备10确认复位不合格。
82.当复位合格时，执行步骤s112；当复位不合格时，执行步骤s114。
83.步骤s112，退出姿态纠正模式。
84.当复位合格时，表示用户3对头部姿态进行了调整，已经缓解了颈部的压力，则主控设备10退出姿态纠正模式。
85.步骤s114，调整纠正检测时长和疲劳度阈值，并再次计算颈部疲劳值。
86.当复位不合格时，表示用户3没有对头部姿态进行调整，或者用户3对头部姿态调
整不到位，颈部压力没有得到缓解或者得到较小的缓解。则主控设备10调整纠正检测时长和疲劳度阈值，并再次计算颈部疲劳值。可以理解的是，主控设备10根据调整后的纠正检测时长计算颈部疲劳值，并根据调整后的疲劳度阈值对颈部疲劳值进行判断。
87.如何调整纠正检测时长和疲劳度阈值的具体过程将在下文详细描述。
88.在一些可行的实施例中，当复位不合格时，主控设备10还可以再次发送提示信息，以提醒用户3进行头部姿态纠正。
89.上述实施例中，进入姿态纠正模式后，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值，当颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，表示用户颈部处于疲劳状态，需要对用户进行头部姿态的复位或者纠正提示，则触发提示模式。发送提示信息，同时采集复位检测时长内的复位姿态数据，以对用户的头部姿态进行复位检测，从而判定用户在预设的复位检测时长内是否进行了姿态纠正。当用户进行头部往复运动时，表示用户在做头部转动或仰动等动作，以缓解颈部压力，因此，检测复位姿态角中的短时姿态角，并相应计算高频持续时长，根据高频持续时长判断用户是否复位合格，从而能够对用户的复位情况进行检测，以提高头部姿态提示纠正效果。
90.请结合参看图2，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第一子流程图。执行步骤s102触发姿态纠正模式之前，头部姿态监测方法还包括如下步骤。
91.步骤s202，采集初始姿态角。
92.在本实施例中，主控设备10对耳机2是否处于佩戴状态进行检测。当耳机2处于佩戴状态时，主控设备10控制姿态检测传感器持续对耳机2的姿态角进行检测，姿态检测传感器实时将姿态角发送至主控设备10。主控设备10采集姿态检测传感器发送的姿态角，作为初始姿态角。
93.步骤s204，当初始姿态角处于安全角度范围之外时，记录初始姿态角处于安全角度范围之外的异常持续时长。
94.在本实施例中，主控设备10预先设置有安全角度范围，主控设备10实时对初始姿态角进行检测，判断初始姿态角是否位于安全角度范围内。其中，安全角度范围的具体范围大小可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。安全角度范围包括两个端值。具体地，主控设备10根据端值对初始姿态角进行判断。
95.当初始姿态角位于安全角度范围内时，表示初始姿态角的角度正常，人体头部对颈部造成的压力处于正常范围。
96.当初始姿态角处于安全角度范围之外时，表示初始姿态角的角度异常，人体头部对颈部造成的压力较大，则主控设备10记录初始姿态角处于安全角度范围之外的异常持续时长。具体地，当检测到初始姿态角处于安全角度范围之外时，主控设备10记录相应的时刻作为开始时刻。主控设备10实时计算当前时刻与开始时刻之间的差值作为异常持续时长。也就是说，主控设备10根据当前时刻实时更新异常持续时长。
97.步骤s206，当异常持续时长大于或者等于触发时长时，触发姿态纠正模式。
98.在本实施例中，主控设备10预先设置有触发时长，主控设备10根据实时计算的异常持续时长判断异常持续时长是否小于触发时长。其中，触发时长的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
99.当异常持续时长小于触发时长时，表示初始姿态角超出安全角度范围的异常持续
时长没有达到触发时长，人体头部对颈部造成的压力处于正常范围。
100.当异常持续时长大于或者等于触发时长时，表示触发时长的时间段内，初始姿态角一直超出了安全角度范围，即人体头部一直处于对颈部造成较大压力的姿态，则主控设备10触发姿态纠正模式，以对人体头部姿态进行监测，同时跟踪检测人体头部的复位情况。
101.在本实施例中，主控设备10在计算异常持续时长的同时，还需要继续对初始姿态角进行检测。当检测到初始姿态角位于安全角度范围内时，主控设备10停止对异常持续时长的计算。当检测到初始姿态角再次超出安全角度范围时，主控设备10重新计算异常持续时长，并判断异常持续时长是否大于触发时长。也就是说，一旦检测到初始姿态角位于安全角度范围内，主控设备10就对已经计算得到的异常持续时长进行清零。
102.在一些可行的实施例中，为更进一步减少不必要的电量浪费，提高用户对于头部姿态监测功能的使用体验，以及改善监测功能的触发时机的合理性，可在终端app上设置头部姿态检测或颈部压力监测控制开关，用户可根据自身的需求来选择是否启动对应的头部姿态检测或颈部压力监测功能。其中，终端与主控设备10通讯连接。
103.上述实施例中，基于用户佩戴智能穿戴设备后，人体头部的姿态处于多变的情况，若频繁地触发姿态纠正模式会造成智能穿戴设备电量的浪费。同时，为了更符合人体通常是在保持一定姿态后才需要活动减压的情况，设置一个触发机制，在满足触发机制后，才对人体头部进行姿态检测纠正，从而减少智能穿戴设备的电量损耗。具体地，通过对实时产生的初始姿态角进行循环检测，只有当初始姿态角处于异常状态，即不位于安全角度范围内，且处于异常状态的异常持续时长大于或者等于触发时长时，才能进入姿态纠正模式。可以理解的是，人体头部的姿态角在安全角度范围外保持了一段时间后，可判定用户进入专注的状态并将头部保持在异常姿态一段时间，人体头部可能出现对颈部施加过大压力的趋势，此时开启相应的姿态纠正模式，更符合实际使用场景的同时，节省了智能穿戴设备的电量并减少了对智能穿戴设备芯片算力的占用。
104.请结合参看图3，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第二子流程图。步骤s102中，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值具体包括如下步骤。
105.步骤s302，采集纠正检测时长内的姿态检测数据。
106.触发姿态纠正模式后，主控设备10采集纠正检测时长内，姿态检测传感器发送的耳机2的姿态角作为检测姿态角。在本实施例中，主控设备10记录触发姿态纠正模式的时刻，采集触发姿态纠正模式时刻所对应的检测姿态角，并对采集的检测姿态角进行检测。每当检测到耳机2的姿态角发生变化时，主控设备10记录姿态角发生变化的时刻以及相对应的检测姿态角，直至记录到纠正检测时长结束的时刻。主控设备10通过对若干记录的时刻进行计算，即可得到纠正检测时长内的姿态检测数据。其中，姿态检测数据包括检测姿态角和姿态持续时长，每一检测姿态角均对应一个姿态持续时长。可以理解的是，主控设备10计算两个时刻之间的差值作为相对应的检测姿态角的姿态持续时长。
107.步骤s304，从检测姿态角中筛选出有效姿态角和异常姿态角。
108.主控设备10对检测姿态角进行筛选，从而得到有效姿态角和异常姿态角。其中，有效姿态角表示人体头部处于相应角度时，可在一定程度上缓释颈部积累的压力；异常姿态角表示人体头部处于相应角度时，会对颈部造成较大的压力。
109.如何从检测姿态角中筛选出有效姿态角和异常姿态角的具体过程将在下文详细
描述。
110.步骤s306，根据有效姿态角对应的姿态持续时长，获取修正系数。
111.在本实施例中，主控设备10预先构建有若干连续的预设时长区间与修正系数之间的关系，通过计算所有有效姿态角对应的姿态持续时长之和，作为缓释时长，再根据缓释时长和预设时长区间获取相应的修正系数。其中，每一预设时长区间均对应一个修正系数，预设时长区间与修正系数之间的对应关系是非线性的，修正系数的取值范围为[0,1]之间。相邻两个预设时长区间的最大值和最小值连续，预设时长区间的最大值越大，修正系数越小；预设时长区间的最大值越小，修正系数越大。每一预设时长区间的区间长度不一定相同，位于预设时长区间排序两端的两个预设时长区间的上下界限值可根据实际监测需求进行设置，在此不做限定。
[0112]
具体地，主控设备10计算得到缓释时长后，先将缓释时长与预设时长区间进行比较，以确定缓释时长落入的预设时长区间；再根据落入的预设时长区间获取相对应的修正系数。可以理解的是，缓释时长越长，表示人体头部在缓释时长内对颈部累计造成的压力得到较好地缓释，则修正系数越小；缓释时长越短，表示人体头部在缓释时长内对颈部累计造成的压力并没有得到很好地缓释，则修正系数越大。其中，当缓释时长足够长时，表示颈部压力在缓释时长期间内得到完全释放，则修正系数为0；当缓释时长过短时，表示颈部压力在缓释时长期间内完全没有得到释放，则修正系数为1。也就是说，当缓释时长超过预设时长区间的上下界限值后，修正系数为0或1。
[0113]
步骤s308，根据异常姿态角以及相对应的姿态持续时长，计算初步疲劳值。
[0114]
主控设备10根据处于安全角度范围外的异常姿态角以及相对应的姿态持续时长，计算初步疲劳值。其中，初步疲劳值表示处于异常姿态角下的人体头部对颈部造成的初步压力程度。
[0115]
如何根据异常姿态角以及相对应的姿态持续时长计算初步疲劳值的具体过程将在下文详细描述。
[0116]
步骤s310，计算修正系数和初步疲劳值之积，作为颈部疲劳值。
[0117]
主控设备10计算修正系数和初步疲劳值之积，作为颈部疲劳值。由于颈部压力具有累积性和短时释放性的特点，因此，在纠正检测时长内，人体头部处于有效姿态角时，则人体头部对颈部的压力可以得到一定的缓解。因此，通过修正系数对初步疲劳值进行修正，以使得到的颈部疲劳值更加符合颈部的压力状态。
[0118]
上述实施例中，进入姿态纠正模式后，在预设的纠正检测时长内采集智能穿戴设备发送的检测姿态角，并记录相应的姿态持续时长，以得到姿态检测数据。对检测姿态角进行筛选，得到有效姿态角和异常姿态角，根据有效姿态角对应的姿态持续时长获取修正系数，根据异常姿态角与其对应的姿态持续时长计算初步疲劳值。由于头部处于有效姿态角时的缓释时间长度会影响到颈部压力的累计情况，因此构建预设时长区间与修正系数之间的关系，根据实际计算得到的缓释时长来获取修正系数，以对初步疲劳值进行校正，从而得到纠正检测时长内人体头部对颈部造成的颈部疲劳值，使得头部姿态监测方法更加符合人体颈部压力的累计性与短时释放性的特点，从而能够有效提高检测精度。
[0119]
请结合参看图4，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第三子流程图。步骤s304具体包括如下步骤。
[0120]
步骤s402，判断检测姿态角是否位于安全角度范围内。
[0121]
主控设备10依次对检测姿态角进行判断，判断检测姿态角是否位于安全角度范围内。
[0122]
当检测姿态角不位于安全角度范围内时，执行步骤s404；当检测姿态角位于安全角度范围内时，执行步骤s406。
[0123]
步骤s404，将检测姿态角标记为异常姿态角。
[0124]
当检测姿态角不位于安全角度范围内时，表示检测姿态角的角度异常，人体头部对颈部造成的压力较大，则主控设备10将相应的检测姿态角标记为异常姿态角。
[0125]
步骤s406，将检测姿态角标记为初步姿态角。
[0126]
当检测姿态角位于安全角度范围内时，表示检测姿态角的角度正常，人体头部对颈部造成的压力处于正常范围，则主控设备10将相应的检测姿态角标记为初步姿态角。
[0127]
步骤s408，当初步姿态角对应的姿态持续时长大于或者等于有效时长时，将初步姿态角标记为有效姿态角。
[0128]
主控设备10对每一初步姿态角所对应的姿态持续时长进行判断，判断姿态持续时长是否大于或者等于有效时长。在本实施例中，有效时长表示当人体头部姿态角处于安全角度范围内时，对颈部积累的压力起到缓释作用所需的基础时间。其中，有效时长小于纠正检测时长，有效时长的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
[0129]
当初步姿态角对应的姿态持续时长小于有效时长时，表示虽然人体头部保持在初步姿态角，对颈部造成的压力处于正常范围，但是由于维持的时长没有达到有效时长，因此，颈部压力在相应姿态持续时长内无法得到缓释。举例来说，人体头部短暂地抬头，或者保持在中立位一小段时间。
[0130]
当初步姿态角对应的姿态持续时长大于或者等于有效时长时，表示人体头部保持在初步姿态角的时长大于或者等于有效时长，在相应姿态持续时长内，人体头部对颈部造成的压力一直处于正常范围内，使得颈部压力能够得到有效缓释。则主控设备10将初步姿态角标记为有效姿态角。
[0131]
上述实施例中，基于人体颈部压力具有累计性与短时释放性的特点，若检测姿态角处于安全角度范围内的姿态持续时长大于或者等于有效时长，则人体头部对颈部造成的压力便会得到缓释。因此，将处于安全角度范围内且姿态持续时长大于或者等于有效时长的检测姿态角标记为有效姿态角。
[0132]
请结合参看图5和图6，图5为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第四子流程图，图6为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第五子流程图。步骤s308具体包括如下步骤。
[0133]
步骤s502，计算每一异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积，作为姿态角疲劳值。
[0134]
主控设备10计算每一异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积，作为姿态角疲劳值。具体包括步骤s602～s606。
[0135]
步骤s602，根据安全角度范围，从每一异常姿态角对应的若干子角度中选取一个子角度，作为主角度。
[0136]
在本实施例中，每一异常姿态角包括若干子角度。其中，子角度包括俯仰角、偏航
角与翻滚角。具体地，在实际监测过程中，可能存在异常姿态角中的一个或者多个子角度超出安全角度范围的情况。因此，主控设备10根据安全角度范围从每一异常姿态角对应的若干子角度中，选取一个子角度作为主角度。可以理解的是，每一异常姿态角对应一个主角度。
[0137]
具体地，主控设备10判断子角度是否位于安全角度范围内。当子角度处于安全角度范围之外时，主控设备10计算子角度与安全角度范围的端值之差的绝对值作为超出值，并将同一异常姿态角中超出值最大的子角度标记为主角度。
[0138]
主控设备10依次判断每一异常姿态角中每一子角度是否位于安全角度范围内。其中，安全角度范围包括大端值和小端值，大端值大于小端值。当子角度处于安全角度范围之外时，主控设备10判断子角度大于大端值还是小于小端值。当子角度大于大端值时，主控设备10计算子角度与大端值之差的绝对值作为超出值；当子角度小于小端值时，主控设备10计算子角度与小端值之差的绝对值作为超出值。主控设备10对同一异常姿态角的子角度对应的超出值进行排序，将超出值最大的子角度标记为主角度。
[0139]
步骤s604，根据每一异常姿态角对应的若干子角度，计算补偿系数。
[0140]
主控设备10计算每一异常姿态角中子角度超出安全角度范围的数量，并根据超出安全角度范围的子角度数量，计算与异常姿态角相对应的补偿系数。可以理解的是，每一异常姿态角均对应一个补偿系数。在本实施例中，补偿系数包括第一值、第二值以及第三值。当超出安全角度范围的子角度的数量为一个时，对应的补偿系数为第一值；当超出安全角度范围的子角度的数量为两个时，对应的补偿系数为第二值；当超出安全角度范围的子角度的数量为三个时，对应的补偿系数为第三值。其中，第一值小于第二值与第三值，第二值小于第三值。举例来说，第一值为1，第二值为1.1，第三值为1.2。第一值、第二值以及第三值的具体数值可以根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
[0141]
步骤s606，计算主角度与相对应的姿态持续时长、补偿系数之积，作为姿态角疲劳值。
[0142]
主控设备10计算主角度与相对应的姿态持续时长、相对应的补偿系数之积，作为姿态疲劳值。也就是说，异常姿态角对应的姿态疲劳值为相应主角度、姿态持续时长、补偿系数三者的乘积。
[0143]
步骤s504，计算所有姿态角疲劳值之和，作为初步疲劳值。
[0144]
主控设备10计算所有异常姿态角对应的姿态角疲劳值之和，作为初步疲劳值。
[0145]
上述实施例中，通过对异常姿态角中每一子角度进行判断，得到超出安全角度范围程度最大，即异常情况最严重的子角度作为相应异常姿态角的主角度，能够更加准确地表示人体头部对颈部造成的压力。同时，在相同姿态持续时长下，超出安全角度范围的子角度的数量越多，人体头部对颈部造成的累计压力就越大，因此，相应的补偿系数越大。
[0146]
请结合参看图7，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第六子流程图。执行步骤s106之前，头部姿态监测方法还包括如下步骤。
[0147]
步骤s702，依次判断所有复位姿态角是否位于安全角度范围内。
[0148]
主控设备10依次对所有复位姿态角进行检测，判断是否位于安全角度范围内。
[0149]
当所有复位姿态角均不位于安全角度范围内时，执行步骤s704；当复位姿态角位于安全角度范围内时，执行步骤s706。
[0150]
步骤s704，确认复位不合格。
[0151]
当所有复位姿态角均不位于安全角度范围内时，表示在复位检测时长内，人体头部的姿态角一直不在安全角度范围内，用户3没有对头部姿态进行调整，导致对颈部造成的压力完全没有得到缓解，或者调整的角度仍然对颈部压力起不到缓解作用，则主控设备10确认复位不合格。
[0152]
步骤s706，若复位姿态角的复位持续时长小于有效时长，则标记为短时姿态角。
[0153]
当复位姿态角位于安全角度范围内时，表示在复位检测时长内，人体头部的姿态角存在处于安全角度范围内的情况，人体头部对颈部造成的压力可能得到了缓解，则主控设备10对处于安全角度范围内的每一复位姿态角所对应的复位持续时长进行检测，判断复位持续时长是否小于有效时长。其中，有效时长小于复位检测时长。
[0154]
当复位姿态角对应的复位持续时长小于有效时长时，表示人体头部可能进行了往复运动，则主控设备10将复位持续时长小于有效时长的复位姿态角标记为短时姿态角。
[0155]
上述实施例中，触发提示模式后，用户可能进行了头部的往复运动。根据处于安全角度范围内的复位姿态角的复位持续时长是否小于有效时长来筛选短时姿态角，将处于安全角度范围内且复位持续时长小于有效时长的复位姿态角标记为短时姿态角，为后续有效检测出头部进行往复运动的情况做准备。
[0156]
请结合参看图8，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第七子流程图。步骤s106中，依次获取相邻短时姿态角之间的有效间隔时长具体包括如下步骤。
[0157]
步骤s802，依次计算相邻两个短时姿态角的复位持续时长之间的间隔时长，作为短时间隔时长。
[0158]
主控设备10依次计算相邻两个短时姿态角的复位持续时长之间的间隔时长，作为短时间隔时长。具体地，主控设备10根据相邻两个短时姿态角中，前一短时姿态角对应的结束时刻和后一短时姿态角对应的开始时刻，计算开始时刻与结束时刻之间的差值作为相应的短时间隔时长。
[0159]
步骤s804，当短时间隔时长小于或者等于预设的晃动时长时，将短时间隔时长标记为有效间隔时长。
[0160]
在本实施例中，主控设备10预先设置有晃动时长，主控设备10判断短时间隔时长是否小于或者等于晃动时长。其中，晃动时长小于复位检测时长，晃动时长的具体数值根据实际监测情况进行设置，在此不做限定。
[0161]
当短时间隔时长大于晃动时长时，表示人体头部的姿态角从安全角度范围运动至安全角度范围外之后，维持的时长大于晃动时长，导致颈部压力不能得到很好的缓解。
[0162]
当短时检测时长小于或者等于晃动时长时，表示人体头部的姿态角从安全角度范围运动至安全角度范围外之后，在晃动时长内再次回到安全角度范围内，使得颈部压力能够得到有效缓解，则主控设备10将短时间隔时长标记为有效间隔时长。
[0163]
上述实施例中，计算相邻两个短时姿态角的复位持续时长之间的短时间隔时长，并根据晃动时长对短时间隔时长进行筛选，得到有效间隔时长。有效间隔时长表示头部的姿态角处于安全角度范围之外后，很快回到安全角度范围内。因此，通过短时间隔时长和晃动时长能够快速确定复位检测时长内，用户头部是否进行了往复运动。
[0164]
请结合参看图9，其为本发明实施例提供的头部姿态监测方法的第八子流程图。步
骤s114中，调整纠正检测时长和疲劳度阈值具体包括如下步骤。
[0165]
步骤s902，计算高频持续时长与判定时长的比值，作为高频复位比值。
[0166]
当复位不合格时，主控设备10计算高频持续时长与判定时长的比值，作为高频复位比值。其中，高频复位比值表示复位检测时长内，用户3对颈部累计的压力的释放情况。
[0167]
步骤s904，根据高频复位比值，缩短纠正检测时长并减小疲劳度阈值。
[0168]
在本实施例中，主控设备10预先构建有纠正检测时长与高频复位比值之间的关系，以及疲劳度阈值与高频复位比值之间的关系。其中，当高频复位比值越大，则纠正检测时长越长、疲劳度阈值越大；当高频复位比值越小，则纠正检测时长越短、疲劳度阈值越小。
[0169]
主控设备10根据高频复位比值获取新的纠正检测时长和新的疲劳度阈值。其中，新的纠正检测时长短于原始的纠正检测时长，新的疲劳度阈值小于原始的疲劳度阈值。
[0170]
上述实施例中，为使头部姿态监测的纠正功能更适应人体颈部压力具有累计性的特性，可根据高频复位比值的情况，令下一轮的姿态检测纠正进行更快的判定。即是说，根据颈部的压力累计情况，替换不同的纠正检测时长与疲劳度阈值，并重新开始姿态纠正模式，可在判定复位不合格后，颈部已经积累有压力的情况下，更快地完成检测并更容易触发提示模式，使得下一轮的姿态纠正模式更符合实际情况。
[0171]
请结合参看图11，其为本发明实施例提供的主控设备的内部结构示意图。主控设备10包括存储器11和处理器12。存储器11用于存储程序指令，处理器12用于执行程序指令以实现上述头部姿态监测方法。
[0172]
其中，处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器或其它数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序指令。
[0173]
存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，该可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smart media card，smc)、安全数字(secure digital，sd)卡、闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器11还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于计算机设备的应用软件及各类数据，例如实现头部姿态监测方法的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0174]
请结合参看图12，其为本发明实施例提供的智能穿戴设备的内部结构示意图。智能穿戴设备1包括主体20和主控设备10，主控设备10与主体20通信连接。
[0175]
在本实施例中，智能穿戴设备1用于佩戴于人体的头部。具体地，智能穿戴设备1为佩戴后可与人体头部保持相对静止的设备，包括但不限于耳机(例如，tws耳机、蓝牙耳机、有线耳机等)、智能头环、智能眼镜、vr头显等电子设备。其中，智能穿戴设备1还设置有姿态检测传感器，主控设备10与姿态检测传感器通讯连接。姿态检测传感器包括但不限于加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器等。
[0176]
主控设备10可以设置于主体20，也可以与主体20分体设置，在此不做限定。主控设备10的具体结构参照上述实施例。由于智能穿戴设备1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0177]
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

技术特征：
1.一种头部姿态监测方法，其特征在于，所述头部姿态监测方法包括：触发姿态纠正模式，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值；当所述颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，发送提示信息，并采集复位检测时长内的复位姿态数据，所述复位姿态数据包括复位姿态角以及与每一所述复位姿态角相对应的复位持续时长；当所述复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻所述短时姿态角之间的有效间隔时长；计算所有所述有效间隔时长以及与所述有效间隔时长相邻的复位持续时长之和，作为高频持续时长；根据所述高频持续时长与预设的判定时长，判断复位是否合格；当复位合格时，退出所述姿态纠正模式；以及当复位不合格时，调整所述纠正检测时长和所述疲劳度阈值，并再次计算所述颈部疲劳值。2.根据权利要求1所述的头部姿态监测方法，其特征在于，所述依次获取相邻所述短时姿态角之间的有效间隔时长，包括：依次计算相邻两个所述短时姿态角的复位持续时长之间的间隔时长，作为短时间隔时长；以及当所述短时间隔时长小于或者等于预设的晃动时长时，将所述短时间隔时长标记为有效间隔时长。3.根据权利要求1所述的头部姿态监测方法，其特征在于，在所述当所述复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻所述短时姿态角之间的有效间隔时长之前，所述头部姿态监测方法还包括：依次判断所有所述复位姿态角是否位于安全角度范围内；当所有所述复位姿态角均不位于所述安全角度范围内时，确认复位不合格；以及当所述复位姿态角位于所述安全角度范围内时，若所述复位姿态角的复位持续时长小于有效时长，则标记为短时姿态角。4.根据权利要求1所述的头部姿态监测方法，其特征在于，所述调整所述纠正检测时长和所述疲劳度阈值，包括：计算所述高频持续时长与所述判定时长的比值，作为高频复位比值；以及根据所述高频复位比值，缩短所述纠正检测时长并减小所述疲劳度阈值。5.根据权利要求1所述的头部姿态监测方法，其特征在于，所述计算纠正检测时长内的颈部疲劳值，包括：采集所述纠正检测时长内的姿态检测数据，所述姿态检测数据包括检测姿态角以及与每一所述检测姿态角相对应的姿态持续时长；从所述检测姿态角中筛选出有效姿态角和异常姿态角；根据所述有效姿态角对应的姿态持续时长，获取修正系数；根据所述异常姿态角以及相对应的姿态持续时长，计算初步疲劳值；以及计算所述修正系数和所述初步疲劳值之积，作为所述颈部疲劳值。6.根据权利要求5所述的头部姿态监测方法，其特征在于，所述根据所述异常姿态角以
及相对应的姿态持续时长计算初步疲劳值，包括：计算每一所述异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积，作为姿态角疲劳值；以及计算所有所述姿态角疲劳值之和，作为所述初步疲劳值。7.根据权利要求6所述的头部姿态监测方法，其特征在于，所述计算每一所述异常姿态角与相对应的姿态持续时长之积作为姿态角疲劳值，包括：根据安全角度范围，从每一所述异常姿态角对应的若干子角度中选取一个子角度，作为主角度；根据每一所述异常姿态角对应的若干子角度，计算补偿系数；以及计算所述主角度与相对应的姿态持续时长、补偿系数之积，作为所述姿态角疲劳值。8.根据权利要求1所述的头部姿态监测方法，其特征在于，在所述触发姿态纠正模式之前，所述头部姿态监测方法还包括：采集初始姿态角；当所述初始姿态角处于安全角度范围之外时，记录所述初始姿态角处于所述安全角度范围之外的异常持续时长；以及当所述异常持续时长大于或者等于触发时长时，触发所述姿态纠正模式。9.一种主控设备，其特征在于，所述主控设备包括：存储器，用于存储程序指令；以及处理器，用于执行所述程序指令以实现如权利要求1至8中任一项所述的头部姿态监测方法。10.一种智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备用于佩戴于人体的头部，所述智能穿戴设备包括主体和如权利要求9所述的主控设备，所述主控设备与所述主体通信连接。

技术总结
本发明公开一种头部姿态监测方法，包括：触发姿态纠正模式，计算纠正检测时长内的颈部疲劳值；当颈部疲劳值大于或者等于疲劳度阈值时，发送提示信息，采集复位检测时长内的复位姿态数据；当复位姿态角中存在至少两个短时姿态角时，依次获取相邻短时姿态角之间的有效间隔时长；计算所有有效间隔时长以及与有效间隔时长相邻的复位持续时长之和作为高频持续时长；根据高频持续时长与预设的判定时长判断复位是否合格；当复位合格时，退出姿态纠正模式；当复位不合格时，调整纠正检测时长和疲劳度阈值，再次计算颈部疲劳值。本发明公开的头部姿态监测方法能够解决人体头部姿态提示纠正效果较差的问题。此外，本发明还公开一种主控设备及智能穿戴设备。备及智能穿戴设备。备及智能穿戴设备。


技术研发人员：李伟雄 孙伟鸿 郭成恕
受保护的技术使用者：江西瑞声电子有限公司
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/10/20