基于可穿戴设备的生理检测方法及可穿戴设备与流程

本技术涉及可穿戴设备，尤其涉及一种基于可穿戴设备的生理检测方法及可穿戴设备。

背景技术：

1、智能手表等可穿戴设备可以检测佩戴者的生理参数(如心率、血氧等)。目前，在检测佩戴者的生理参数时，一般采用光电容积脉搏波描记法(photoplethysmographic，ppg)，其是以led光源和探测器为基础，测量经过人体血管和组织反射、吸收后的衰减光,记录血管的搏动状态并测量脉搏波，以得到相应的生理参数。但由于某些原因(如检测时用户处于运动状态)，导致仅通过ppg传感器采集的ppg数据确定的生理参数准确性较低，因此，可穿戴设备可以将ppg传感器采集的ppg数据作为核心信号，并结合运动传感器(如加速度传感器)采集的运动数据，也即通过融合多源传感器采集的数据来确定佩戴者的生理参数。

2、然而，由于不同传感器采集的数据之间可能存在时间偏差，因此，为了保证生理参数检测的准确性，在进行数融合之前，可穿戴设备需要对多源传感器采集的数据进行对齐。然后，该可穿戴设备对齐后的多源数据进行融合，以供利用融合后的多源数据确定佩戴者的生理参数。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种基于可穿戴设备的生理检测方法及可穿戴设备，以实现多源数据的对齐。

2、第一方面，本技术提供一种基于可穿戴设备的生理检测方法，所述可穿戴设备包括多源传感器，所述多源传感器包括ppg传感器和一个或多个运动传感器。该电子设备所述可穿戴设备接收第一操作，所述第一操作用于触发所述可穿戴设备检测所述可穿戴设备的佩戴者的生理参数，所述生理参数包括以下至少一种：心率、血氧、脉搏、心血管；

3、响应于所述第一操作，所述可穿戴设备通过所述ppg传感器采集ppg数据，在第一缓冲器保存所述ppg传感器采集的ppg数据。以及通过所述运动传感器采集运动数据在一个或多个第二缓冲器分别保存每个运动传感器采集的运动数据；其中，所述ppg传感器采集的每条ppg数据和所述运动传感器采集的每条运动数据分别对应一个时间戳，用于记录对应数据的采集时间；

4、在所述第一缓冲器中收集到m条ppg数据后，所述可穿戴设备根据所述m条ppg数据对应的时间戳，分别从每个第二缓冲器中获取满足预设条件的多条运动数据；其中，m为预设值，每个第二缓冲器中满足预设条件的多条运动数据是对应运动传感器连续采集的、且多条运动数据对应的时间戳所记录的时间在第一时间戳记录的时间之后，至少一条运动数据对应的时间戳所记录的时间在第二时间戳记录的时间之前，所述多条运动数据的数量与m的差值小于第一预设值；所述第一时间戳是所述m条ppg数据对应的时间戳中记录时间最早的一个时间戳，所述第二时间戳是所述m条ppg数据对应的时间戳中记录时间最晚的一个时间戳；

5、所述可穿戴设备基于所述m条ppg数据和从所述一个或多个第二缓冲器中获取的满足预设条件的多条运动数据，得到并输出生理检测结果。

6、在本技术中，可穿戴设备在第一缓冲器中收集到m条ppg数据后，表明已经有足够多的ppg数据，满足生理参数计算所需的数据量，则该可穿戴设备基于m条ppg数据对应的时间戳，分别从每个第二缓冲器中获取满足预设条件的多条运动数据，以得到m条ppg数据对应的数据采集时间段内的运动数据，实现同时段内多源数据的确定，从而实现多源数据的对齐。然后，该可穿戴设备基于对齐后的多源数据(即该m条ppg数据以及各个第二缓冲器中的满足预设条件的多条运动数据)进行生理检测，即计算该可穿戴设备的佩戴者的生理参数，并输出相应的生理检测结果。由于该生理参数是基于对齐后的多源数据计算得到的，可以保证该生理参数计算的准确性，实现佩戴者的生理参数的准确检测。

7、在一种可能的设计中，上述第一缓冲器和第二缓冲器是环形缓冲器。环形缓冲器是一种固定尺寸、头尾相连的缓冲区的数据结构。当环形缓冲器中的一个数据元素被用掉后，其余数据元素不需要移动其存储位置，可以减少内存的分配。因此，本技术通过环形缓冲器存储数据，能够充分利用分配的内存，减少内存分配的使用，从而减少内存碎片的产生。

8、在一种可能的设计中，上述从每个第二缓冲器中获取满足预设条件的多条运动数据的过程为：在第一缓冲器中收集到所述m条ppg数据后，对于每个第二缓冲器，所述可穿戴设备从该第二缓冲器中读取该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据；计算该m与该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据的数目之间的差值，如果该差值小于该第二缓冲器对应的第一预设值，则确定该第二缓冲器中的该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据满足预设条件，实现同时段内的运动传感器的运动数据的确定，同时该同时段内的运动传感器的运动数据的数据量也能够满足生理参数计算需求，从而实现运动传感器的运动数据与ppg传感器的ppg数据的对齐，也即实现多源数据的对齐处理。

9、在另一种可能的设计中，上述从每个第二缓冲器中获取满足预设条件的多条运动数据的过程为：在第一缓冲器中收集到所述m条ppg数据后，对于每个第二缓冲器，所述可穿戴设备从该第二缓冲器中读取该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据，并确定该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据对应的时间戳中记录时间最早的一个时间戳，以得到该第二缓冲器的第三时间戳。以及确定该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据对应的时间戳中记录时间最晚的一个时间戳，以得到该第二缓冲器的第四时间戳。

10、可穿戴设备计算该m与该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据的数目之间的差值。并计算该第二缓冲器的第三时间戳与上述第一时间戳之间的第一时间差值，以及计算该第二缓冲器的第四时间戳与上述第二时间戳之间的第二时间差值。

11、如果该差值小于该第二缓冲器对应的第一预设值，该第一时间差值小于第一预设时间差，且该第二时间差值小于第二预设时间差，则确定该第二缓冲器中的该第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据满足预设条件，实现采集时间的精准对齐，从而实现同时段内的运动传感器的运动数据的精准确定，同时该同时段内的运动传感器的运动数据的数据量也能够满足生理参数计算需求，从而实现运动传感器的运动数据与ppg传感器的ppg数据的精准对齐，也即实现多源数据的对齐处理。

12、在一些实现方式中，如果上述该m与该第二缓冲器中的第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据的数目之间的差值大于或等于该第二缓冲器对应的第一预设值，表明同时段内的该第二缓冲器对应的运动传感器的运动数据较少，不满足生理参数计算量需求，则该可穿戴设备发出第一提示信息，所述第一提示信息用于指示所述可穿戴设备正在进行生理数据采集。

13、在一些实现方式中，如果上述该m与该第二缓冲器中的第一时间戳和该第二时间戳对应时间区间的运动数据的数目之间的差值大于或等于该第二缓冲器对应的第一预设值，则该可穿戴设备可以清空该第二缓冲器中的所有运动数据。

14、在一些实现方式中，如果上述第二缓冲器的第一时间差值大于或等于第一预设时间差，表明上述第一时间戳与该第二缓冲器的第三时间戳之间相差较大，在该第一时间戳后经过较长时间，该第二缓冲器对应的运动传感器才采集到运动数据，则该可穿戴设备可以该第二缓冲器中的所有运动数据。

15、在一些实现方式中，如果上述第二缓冲器的第二时间差值大于或等于第二预设时间差，表明该第二缓冲器对应的运动传感器可能未及时上报采集到的运动数据，则该可穿戴设备继续等待，也即经过预设时长后，继续从该第二缓冲器中获取运动进行对齐处理。

16、在一种可能的设计中，上述ppg传感器采集ppg数据的频率为第一器件频率，所述一个或多个运动传感器采集运动数据的频率为一个或多个第二器件频率；

17、其中，所述第一器件频率与所述一个或多个第二器件频率相同；或者，所述第一器件频率与所述一个或多个第二器件频率不同；所述第一预设值决定于所述第一器件频率与所述一个或多个第二器件频率的差值，所述第一器件频率与所述一个或多个第二器件频率的差值越小，所述第一预设值越小；不同运动传感器采集运动数据的第二器件频率相同或者不同。

18、在一种可能的设计中，在所述在第一缓冲器保存所述ppg传感器采集的ppg数据之前，所述可穿戴设备将所述ppg传感器采集的每p个ppg数据作为一个第一数据包，在第三缓冲器中保存所述第一数据包和所述第一数据包的时间戳；其中，所述第一数据包的时间戳为对应p个ppg数据中一个ppg数据的时间戳，p为第一预设数值，所述第一数据包的时间戳作为对应p个ppg数据中每条ppg数据对应的时间戳；

19、所述可穿戴设备根据所述第三缓冲器中相邻第一数据包的时间戳所记录的时间和p，计算所述ppg传感器采集ppg数据的第一实际频率；

20、其中，所述在第一缓冲器保存采集到的ppg数据，包括：

21、若所述第一实际频率与所述第一器件频率的差值小于第二预设值，所述可穿戴设备将所述第三缓冲器中的第一数据包缓存至所述第一缓冲器；

22、其中，所述第一缓冲器中收集到m条ppg数据，包括：所述第一缓冲器中收集到k个第一数据包，m＝k*p。

23、在本技术中，为了节省功耗，ppg传感器可以通过数据包的形式上报采集的ppg数据，即采集到p个ppg数据时，将该p个ppg数据作为一个第一数据包进行上报。由于在ppg传感器上报数据包过程中，可能会出现丢包现象，因此，可穿戴设备可以在对齐处理之前，先对ppg传感器进行频偏校验，以确定第一数据包是否丢失，即该可穿戴设备基于第三缓冲器中的相邻第一数据包的时间戳和第一数据包所包括的ppg数据的数目p计算该ppg传感器的第一实际频率。如果该ppg传感器的第一实际频率与该ppg传感器的第一器件频率之间的差值小于第二预设值，表明未发生丢包现象，则可穿戴设备可以将第三缓冲器中的第一数据包缓存至上述第一缓冲器中。

24、在一些实现方式中，若上述第一实际频率与所述第一器件频率的差值小于第二预设值，表明发生丢包现象，则所述可穿戴设备发出第二提示信息，所述第二提示信息用于指示所述可穿戴设备的生理数据异常。

25、在一种可能的设计中，上述一个或多个运动传感器包括加速度传感器和陀螺仪；所述一个或多个第二缓冲器包括用于保存所述加速度传感器采集的第一运动数据的加速度缓冲器和用于保存所述陀螺仪采集的第二运动数据的陀螺仪缓冲器。相应的，可穿戴设备也可以对加速度传感器以及陀螺仪进行频偏校验。

26、示例性的，上述对加速度传感器进行频偏校验的过程为：

27、在所述在一个或多个第二缓冲器分别保存每个运动传感器采集的运动数据之前，所述可穿戴设备将所述加速度传感器采集的每q个第一运动数据作为一个第二数据包，在第四缓冲器中保存所述第二数据包和所述第二数据包的时间戳；其中，所述第二数据包的时间戳为对应q个第一运动数据中一个第一运动数据的时间戳，q为第二预设数值，所述第二数据包的时间戳作为对应q个第一运动数据中每条运动数据对应的时间戳；

28、所述可穿戴设备根据所述第四缓冲器中相邻第二数据包的时间戳所记录的时间和q，计算所述加速度传感器采集第一运动数据的第二实际频率。

29、其中，所述加速度缓冲器保存所述第一运动数据，包括：

30、若所述第二实际频率与所述加速度传感器对应的第二器件频率的差值小于第三预设值，所述可穿戴设备将所述第四缓冲器中的第二数据包缓存至所述第二缓冲器；

31、其中，满足预设条件的多条第一运动数据，包括：w个第二数据包，n＝w*q，n为所述满足预设条件的多条第一运动数据中所述第一运动数据的数量。

32、在本技术中，可穿戴设备在每得到加速度传感器上报的一个第二数据包后，基于该一个第二数据包和该一个第二数据包的上一个第二数据包，也就是基于相邻两个第二数据包的时间戳和该第二数据包所包括的第一运动数据的数目q计算该加速度传感器采集该一个第二数据包的实际频率，也即得到上述第二实际频率。该可穿戴设备计算该第二实际频率与该加速度传感器对应的第二器件频率的差值。如果该差值小于第三预设值，表明该加速度传感器的第二实际频率与该加速度传感器的标准频率相符，即表明该相邻两个第二数据包之间不存在丢失的第二数据包，也即表明该加速度传感器未发生丢包情况，该一个第二数据包可用于对齐，则该可穿戴设备可以将该一个第二数据包缓存至该加速度传感器对应的第二缓冲器，使得第二缓冲器保存的均是能够用于对齐处理的运动数据，避免频偏的误差累积，并且可以避免异常运动数据的干扰，从而能够保证对齐的准确性。

33、在一种可能的设计中，上述可穿戴设备在根据m条ppg数据对应的时间戳，确定满足预设条件的多条运动数据后，将该m条ppg数据以及该满足预设条件的多条运动数据保存在第五缓冲器中。也就是说该第五缓冲器保存对齐后的多源数据，使得可穿戴设备可以直接从该第五缓冲器读取对齐后的多源数据，根据该对齐后的多源数据计算可穿戴设备的佩戴者的生理参数，并基于该生理参数输出相应的生理检测结果，实现对齐后的多源数据快速读取，可以提高生理参数的计算效率，从而可以提高生理检测结果的生成效率。

34、第二方面，本技术提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括显示屏、存储器、多源传感器和一个或多个处理器；所述显示屏、所述多源传感器、所述存储器和所述处理器耦合；所述显示屏用于显示所述处理器生成的图像，所述多源传感器包括ppg传感器和一个或多个运动传感器，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令；当所述处理器执行所述计算机指令时，使得所述可穿戴设备执行如上所述的方法。

35、第三方面，本技术提供一种计算机存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在可穿戴设备上运行时，使得所述可穿戴设备执行如上所述的方法。

36、第四方面，本技术提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在可穿戴设备上运行时，使得所述可穿戴设备执行如上所述的方法。

37、可以理解的是，上述提供的第二方面所述的可穿戴设备，第三方面所述的计算机存储介质，第四方面所述的计算机程序产品所能达到的有益效果，可参考第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果，此处不再赘述。