一种穿戴设备行走过程中层高确定方法及装置与流程

1.本发明实施例涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种穿戴设备行走过程中层高确定方法及装置。


背景技术：

2.近几年来，穿戴设备非常的受欢迎，可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。
3.目前在一些可穿戴设备的应用中，穿戴设备可以识别当前所在的楼层高度，但是只能实现部分固定楼层的高度，当穿戴设备一直处于行走过程中时，无法自动进行识别。因此，亟需一种穿戴设备可以在行走过程中确定层高的方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种穿戴设备行走过程中层高确定方法及装置，可以自动在行走过程中得到实时的层高信息。
5.第一方面，本发明实施例提供的一种穿戴设备行走过程中层高确定方法，包括：
6.采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据；
7.依据所述加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角；
8.在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据；
9.依据所述气压传感器的数据，确定出所述穿戴设备行走过程中的层高。
10.可选地，所述依据所述加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角，包括：
11.通过所述加速度传感器的数据确定出所述穿戴设备与地面的方位角；
12.结合所述穿戴设备与地面的方位角和所述地磁传感器的数据，计算所述穿戴设备的行走方向和行走垂直方向的磁场强度；
13.依据所述行走垂直方向的磁场强度，确定出所述行走方向与地磁北的夹角。
14.可选地，所述在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据，包括：
15.在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角与上一次确定的行走方向与地磁北的夹角大于预设阈值时，采集所述气压传感器的数据。
16.可选地，所述依据所述气压传感器的数据，确定出所述穿戴设备行走过程中的层高，包括：
17.将所述气压传感器的数据减去标准气压，得到高度差；
18.确定所述高度差与上一次确定的高度差之间的差值是否大于差值阈值，若是，则将所述高度差确定为所述穿戴设备行走过程中的层高。
19.第二方面，本发明实施例提供一种穿戴设备行走过程中层高确定装置，包括：
20.采集单元，用于采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据；
21.处理单元，用于依据所述加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角；在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据；依据所述气压传感器的数据，确定出所述穿戴设备行走过程中的层高。
22.可选地，所述处理单元具体用于：
23.通过所述加速度传感器的数据确定出所述穿戴设备与地面的方位角；
24.结合所述穿戴设备与地面的方位角和所述地磁传感器的数据，计算所述穿戴设备的行走方向和行走垂直方向的磁场强度；
25.依据所述行走垂直方向的磁场强度，确定出所述行走方向与地磁北的夹角。
26.可选地，所述处理单元具体用于：
27.在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角与上一次确定的行走方向与地磁北的夹角大于预设阈值时，采集所述气压传感器的数据。
28.可选地，所述处理单元具体用于：
29.将所述气压传感器的数据减去标准气压，得到高度差；
30.确定所述高度差与上一次确定的高度差之间的差值是否大于差值阈值，若是，则将所述高度差确定为所述行走过程中的层高。
31.第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：
32.存储器，用于存储程序指令；
33.处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述穿戴设备行走过程中层高确定方法。
34.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读非易失性存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行上述穿戴设备行走过程中层高确定方法。
35.本发明实施例中，采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，依据加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角，在确定行走过程中行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据，依据气压传感器的数据，确定出穿戴设备行走过程中的层高。通过结合低功耗的加速度传感器和地磁传感器采集的数据来识别用户是否转弯，从而来启动气压传感器实现行走过程中的层高识别，提高了用户体验。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明实施例提供的一种系统架构的示意图；
38.图2为本发明实施例提供的一种穿戴设备行走过程中层高确定方法的流程示意图；
39.图3为本发明实施例提供的一种穿戴设备行走过程中层高确定装置的结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.首先，以图1所示的结构为例对本发明实施例所适用的穿戴设备进行介绍。在本发明实施例中，穿戴设备100可以但不限于包括射频(radio frequency，简称“rf”)电路110、存储器120、输入单元130、wifi模块170、显示单元140、传感器150、音频电路160、处理器180、以及马达190等部件。
42.其中，本领域技术人员可以理解，图1中示出的穿戴设备100结构仅为示例而非限定，穿戴设备100还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
43.rf电路110可用于在收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器180处理；另外，将穿戴设备100上行的数据发送给基站。通常，rf电路包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(lna，low noise amplifier)、双工器等。此外，rf电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(global system for mobile communication，简称“gsm”)、通用分组无线服务(general packet radio service，简称“gprs”)、码分多址(code division multiple access，简称“cdma”)、宽带码分多址(wideband code division multiple access，简称“wcdma”)、长期演进(long term evolution，简称“lte”)、电子邮件、短消息服务(short messaging service，简称“sms”)等。
44.其中，存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行穿戴设备100的各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据穿戴设备100的使用所创建的数据(如音频数据、电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
45.输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生穿戴设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号。具体地，输入单元130可包括触控面板131、摄像设备132以及其他输入设备133。摄像设备132，可以对需要获取的图像进行拍照，从而将图像传送给处理器150进行处理，最后将图形通过显示面板141呈现于用户。触控面板131，也称为触摸屏，
可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板131上或在触控面板131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器180，并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板131。除了触控面板131和摄像设备132，输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、操作杆等中的一种或多种。
46.其中，显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及穿戴设备100的各种菜单。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用液晶显示单元(lcd，liquid crystal display)、有机发光二极管(oled，organic light-emitting diode)等形式来配置显示面板141。进一步的，触控面板131可覆盖显示面板141，当触控面板131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器180以确定触摸事件的类型，随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。
47.其中，该人眼能够识别的该视觉输出外显示面板141可以作为本发明实施例中的显示设备，用来显示文本信息或图像信息。虽然在图1中，触控面板131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现穿戴设备100的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板131与显示面板141集成而实现穿戴设备100的输入和输出功能。
48.另外，穿戴设备100还可包括至少一种传感器150，比如姿态传感器、距离传感器、光传感器以及其他传感器。
49.具体地，姿态传感器也可以称为运动传感器，并且，作为该运动传感器的一种，可以列举角速度传感器(也称为，陀螺仪)，当其被配置于穿戴设备100中时，用于测量运动状态中的穿戴设备100在偏转、倾斜时的转动角速度，从而，陀螺仪就可以精确分析判断出使用穿戴设备100的用户的实际动作，进而，对穿戴设备100做相应的操作。例如：体感、摇一摇(晃动穿戴设备100实现一些功能)、在全球定位系统(global positioning system，简称“gps”)没有信号时(如隧道中)根据物体运动状态实现惯性导航。
50.传感器还可以列举光传感器，光传感器主要是用于采集光的各种光线的波长、强度等信息，实现调节显示面板141的背光强度等。
51.此外，在本发明实施例中，作为传感器150，还可配置气压计、湿度计、温度计和红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
52.光传感器还可包括接近传感器，接近传感器可在穿戴设备100移动到耳边时，关闭显示面板141和/或背光。
53.音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与穿戴设备100之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，传声器162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器180处理后，经rf电路110以发送给比如另一穿戴设备100，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。
54.wifi属于短距离无线传输技术，穿戴设备100通过wifi模块170可以帮助用户收发
电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了wifi模块170，但是可以理解的是，其并不属于穿戴设备100的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
55.处理器180是穿戴设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个穿戴设备100的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行穿戴设备100的各种功能和处理数据，从而对穿戴设备100进行整体监控。可选的，处理器180可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。
56.可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。
57.穿戴设备100还可以包括至少一种马达190，由于穿戴设备100是耗电设备，马达190可以是一种小型电机，同时，根据马达能够提供的功率大小可以为穿戴设备100配置多个马达。
58.穿戴设备100还包括给各个部件供电的电源(图中未画出)。
59.优选地，电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。尽管未示出，穿戴设备100还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。
60.需要说明的是，上述图1所示的结构仅是一种示例，本发明实施例对此不做限定。
61.图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种穿戴设备行走过程中层高确定的流程，该流程可以由穿戴设备行走过程中层高确定装置执行，该装置可以为穿戴设备，也可以位于穿戴设备中。
62.如图2所示，该流程具体包括：
63.步骤201，采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据。
64.在本发明实施例中，穿戴设备可以实时采集加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，其中加速度传感器是可以计算用户在使用穿戴设备时摆臂的加速度。加速度传感器可以使用三轴加速度传感器。地磁传感器的数据可以用于计算摆臂时相对地面的角度。
65.步骤202，依据所述加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角。
66.具体的，首先通过加速度传感器的数据确定出穿戴设备与地面的方位角。然后结合穿戴设备与地面的方位角和地磁传感器的数据，计算穿戴设备的行走方向和行走垂直方向的磁场强度。最后依据行走垂直方向的磁场强度，确定出行走方向与地磁北的夹角。
67.在实际应用过程中，设穿戴设备所在的平面与地表平面的夹角为a，穿戴设备所在的平面与地表平面交叉线为行进轴，穿戴设备所在的平面的y轴与该行进轴夹角为b，该穿戴设备所在的平面的y轴即为加速度传感器的y轴。
68.其中，加速度传感器的三轴数据分别为x、y和z，预设加权为m，则xy加权为mxy。地磁传感器的三轴数据分别为tx、ty和tz。
69.通过上述数据，可以计算出方位角：通过acos(z/m)可以计算出a角，通过asin(y/mxy)可以计算出b角。
70.得到方位角的角度之后，就可以通过tx*sin(a)和ty*cos(a)计算行走垂直方向的
地磁分量twalk，剩余分量记为txyrest。再通过tz*cos(b)+txyrest可以计算出行走垂直方向的磁场强度tpara。依据该磁场强度tpara和地磁分量twalk，通过atan(twalk/tpara)计算出行走方向与地磁北的夹角。
71.步骤203，在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据。
72.在得到行走方向与地磁北的夹角之后，可以连续判断行走过程中行走方向与地磁北的夹角的变化是否大于预设阈值。该预设阈值可以依据经验设置，例如可以设置为180
°
，两次的夹角变化量大于180
°
时表明穿戴设备转弯了。
73.这里的本次确定的夹角和上一次确定的夹角，是依据地磁传感器周期性采集的数据来确定的，在连续判断的过程中，第一个周期采集的数据计算出行走方向与地磁北的夹角后，由于在第一个周期之前并没有地磁数据，因此，第一个周期采集的数据计算出来的夹角为起始值，后续第二个周期采集的数据计算出的行走方向与地磁北的夹角会与第一个周期采集的数据计算出的夹角进行比较，得到变化量，如果变化量超过180
°
，表示穿戴设备转弯了，此时可以采集气压传感器的数据，计算当前的层高。避免行走过程中，实时采集气压数据，降低穿戴设备的功耗。
74.步骤204，依据所述气压传感器的数据，确定出所述穿戴设备行走过程中的层高。
75.具体的，将气压传感器的数据减去标准气压，得到高度差；确定高度差与上一次确定的高度差之间的差值是否大于差值阈值，若是，则将高度差确定为穿戴设备行走过程中的层高。
76.穿戴设备中气压传感器可以是内置的气压针仪器，用于检测气压变化值，形成气压层，穿戴设备所处的气压相对稳定时，可以计算出高度差。这里假定地面气压层为一个标准大气压，当用户携带穿戴设备进入高楼上升到某一个楼层进入静止状态，再次启用气压针测量当前气压值，由当前气压层高度减去地面气压层高度，得到用户目前所处位置楼层的高度差。
77.在得到目前所处位置的高度差之后，就可以与上一次确定的高度差进行对比，当发现两者的差值大于差值阈值时，表明用户上升了一楼，而不是位于两层楼的中间位置，此时就可以将目前所处位置的高度差确定为穿戴设备行走过程中的层高。
78.上述实施例表明，采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，依据加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角，在确定行走过程中行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈值时，采集气压传感器的数据，依据气压传感器的数据，确定出穿戴设备行走过程中的层高。通过结合低功耗的加速度传感器和地磁传感器采集的数据来识别用户是否转弯，从而来启动气压传感器实现行走过程中的层高识别，提高了用户体验。
79.基于相同的技术构思，图3示例性的示出了本发明实施例提供的一种穿戴设备行走过程中层高确定装置的结构，该装置可以执行穿戴设备行走过程中层高确定流程。
80.如图3所示，该装置可以包括：
81.采集单元301，用于采集行走过程中加速度传感器的数据和地磁传感器的数据；
82.处理单元302，用于依据所述加速度传感器的数据和地磁传感器的数据，得到行走方向与地磁北的夹角；在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角的变化大于预设阈
值时，采集气压传感器的数据；依据所述气压传感器的数据，确定出所述穿戴设备行走过程中的层高。
83.可选地，所述处理单元302具体用于：
84.通过所述加速度传感器的数据确定出所述穿戴设备与地面的方位角；
85.结合所述穿戴设备与地面的方位角和所述地磁传感器的数据，计算所述穿戴设备的行走方向和行走垂直方向的磁场强度；
86.依据所述行走垂直方向的磁场强度，确定出所述行走方向与地磁北的夹角。
87.可选地，所述处理单元302具体用于：
88.在确定行走过程中所述行走方向与地磁北的夹角与上一次确定的行走方向与地磁北的夹角大于预设阈值时，采集所述气压传感器的数据。
89.可选地，所述处理单元302具体用于：
90.将所述气压传感器的数据减去标准气压，得到高度差；
91.确定所述高度差与上一次确定的高度差之间的差值是否大于差值阈值，若是，则将所述高度差确定为所述行走过程中的层高。
92.基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：
93.存储器，用于存储程序指令；
94.处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述穿戴设备行走过程中层高确定方法。
95.基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读非易失性存储介质，包括计算机可读指令，当计算机读取并执行所述计算机可读指令时，使得计算机执行上述穿戴设备行走过程中层高确定方法。
96.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
97.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
98.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
99.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
100.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。