一种基于智能穿戴设备的音频操作方法和智能穿戴设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于智能穿戴设备的音频操作方法和智能穿戴设备，所述的方法包括：测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度；测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度；根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述智能穿戴设备的状态信息；根据所述三轴线性加速度获取所述智能穿戴设备的位置信息；分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的音频操作。本发明实施例在智能穿戴设备运动过程中识别出位置信息和状态信息，进一步提高了设备的识别精度，以执行对应的音频操作，进行信息反馈，极大减少了动作发生与信息反馈之间的时间，大大提高了信息反馈的灵敏度。
【专利说明】一种基于智能穿戴设备的音频操作方法和智能穿戴设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及穿戴设备的【技术领域】，特别是涉及一种基于智能穿戴设备的音频操作 方法和一种智能穿戴设备。
【背景技术】
[0002] 在人们日常生活中，手环或手表等穿戴产品是一种不可或缺的随身携带物。
[0003] 在一些体感应用中，即指通过用户身体动作变化来进行和控制的应用，传统的穿 戴设备一般通过传感器来识别移动的方向、速度、快慢等基本参数，然后借助体感动作的计 算模型，判定出用户动作。
[0004] 但是，传统的穿戴设备仅仅可以实现通过晃动剧烈程度、动作节奏等来识别动作， 识别精度很低。
[0005] 并且，传统的穿戴设备大多是在用户动作完成之后才进行参数收集和计算，进而 进行反馈，灵敏度很低。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种基于智能穿戴设备的音频操作方 法，用以提高识别精度和灵敏度。
[0007] 相应的，本发明实施例还提供了一种智能穿戴设备，用以保证上述方法的实现及 应用。
[0008] 为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种基于智能穿戴设备的音频操作方 法，包括：
[0009] 测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度；
[0010] 测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度；
[0011] 根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述智能穿戴设备的状态信 息；
[0012] 根据所述三轴线性加速度获取所述智能穿戴设备的位置信息；
[0013] 分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的音频操作。
[0014] 优选地，所述状态信息包括四元数，所述根据所述三轴线性加速度及所述三轴角 速度，获取所述穿戴设备的状态信息的步骤包括：
[0015] 采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速 度；
[0016] 采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴旋转角度；
[0017] 分别将所述三轴旋转角度按照各自对应的三轴真实线性加速度进行积分，获得三 轴纠正数据；
[0018] 采用所述三轴纠正数据按照四元数的微积分方程计算当前的四元数，得到所述穿 戴设备的状态信息。
[0019] 优选地，所述采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真 实线性加速度的步骤包括：
[0020] 分别计算重力加速度在三轴上的分线性加速度；
[0021] 分别将三轴线性加速度减去各自对应的分线性加速度，获得所述智能穿戴设备在 运动时的三轴真实线性加速度。
[0022] 优选地，所述采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴旋转角 度的步骤包括：
[0023] 分别将所述三轴角速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿戴设备在运动时的 三轴旋转角度。
[0024] 优选地，所述状态信息包括三轴角速度；
[0025] 其中，当所述三轴角速度为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态；
[0026] 当所述三轴角速度不为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为运动状态。
[0027] 优选地，所述位置信息包括三轴移动距离，所述根据所述三轴线性加速度计算所 述智能穿戴设备的位置信息的步骤包括：
[0028] 采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速 度；
[0029] 分别将所述三轴真实线性加速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿戴设备的 三轴移动距离。
[0030] 优选地，所述分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的音频操 作的步骤包括：
[0031] 提取所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息中的至少一者所对应的一个或多 个音符；
[0032] 当所述一个或多个音符与预置的音频数据匹配时，播放所述音频数据。
[0033] 优选地，所述分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的音频操 作的步骤包括：
[0034] 在预置的数据库中查找所述三轴移动距离所属的三轴移动距离范围；
[0035] 在预置的数据库中查找所述四元数所属的四元数范围；
[0036] 根据所述三轴角速度判断所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态或运动状 态；
[0037] 执行所述三轴移动距离范围、所述四元数范围、所述静止状态和运动状态中的至 少一者所对应的音频操作。
[0038] 本发明实施例还公开了一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括六轴检测电路 和控制器；
[0039] 其中，所述六轴检测电路包括：
[0040] 加速度传感器，用于测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度；
[0041] 陀螺仪，用于测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度；
[0042] 状态信息获取模块，用于根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述 智能穿戴设备的状态信息；
[0043] 寄存器，用于存储所述三轴线性加速度、所述三轴角速度和所述状态信息中的至 少一者；
[0044] 所述控制器包括：
[0045] 底层驱动模块，用于读取所述三轴线性加速度、所述三轴角速度和所述状态信息 中的至少一者；
[0046] 位置信息获取模块，用于根据所述三轴线性加速度获取所述智能穿戴设备的位置 信息；
[0047] 音频操作执行模块，用于分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对 应的音频操作。
[0048] 优选地，所述状态信息包括四元数，所述状态信息获取模块包括：
[0049] 真实线性加速度计算子模块，用于采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设 备在运动时的三轴真实线性加速度；
[0050] 旋转角度计算子模块，用于采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时 的三轴旋转角度；
[0051] 第一积分子模块，用于分别将所述三轴旋转角度按照各自对应的三轴真实线性加 速度进行积分，获得三轴纠正数据；
[0052] 反余弦计算子模块，用于采用所述三轴纠正数据按照四元数的微积分方程计算当 前的四元数，得到所述穿戴设备的状态信息。
[0053] 优选地，所述真实线性加速度计算子模块包括：
[0054] 分线性加速度计算子模块，用于分别计算重力加速度在三轴上的分线性加速度；
[0055] 加速度相减子模块，用于分别将三轴线性加速度减去各自对应的分线性加速度， 获得所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度。
[0056] 优选地，所述旋转角度计算子模块包括：
[0057] 第二积分子模块，用于分别将所述三轴角速度对运动时间进行积分，获得所述智 能穿戴设备在运动时的三轴旋转角度。
[0058] 优选地，所述状态信息包括三轴角速度；
[0059] 其中，当所述三轴角速度为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态；
[0060] 当所述三轴角速度不为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为运动状态。
[0061] 优选地，所述位置信息获取模块包括：
[0062] 真实线性加速度计算子模块，用于采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设 备在运动时的三轴真实线性加速度；
[0063] 第三积分子模块，用于分别将所述三轴真实线性加速度对运动时间进行积分，获 得作为所述智能穿戴设备位置信息的三轴移动距离。
[0064] 优选地，所述音频操作执行模块包括：
[0065] 音符提取子模块，用于提取所述智能设备的状态信息和位置信息中的至少一者所 对应的一个或多个音符；
[0066] 音频数据播放子模块，用于在所述一个或多个音符与预置的音频数据匹配时，播 放所述音频数据。
[0067] 优选地，所述音频操作执行模块包括：
[0068] 第一查找子模块，用于在预置的数据库中查找所述三轴移动距离所属的三轴移动 距离范围；
[0069] 第二查找子模块，用于在预置的数据库中查找所述四元数所属的四元数范围；
[0070] 判断子模块，用于根据所述三轴角速度判断所述智能穿戴设备的状态信息为静止 状态或运动状态；
[0071] 执行子模块，用于执行所述三轴移动距离范围、所述四元数范围、所述静止状态和 运动状态中的至少一者所对应的音频操作。
[0072] 与【背景技术】相比，本发明实施例包括以下优点：
[0073] 本发明实施例通过测量到的智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度和三轴角 速度，计算表征状态信息的四元数，将加速度传感器与陀螺仪等传感器结合，结合设备的位 置信息对设备进行综合分析，根据运动状态和位置信息适配对应的音频操作；由于四元数 中可以表示平移，因此四元数表达状态信息时，提高了设备的识别精度，使设备具备更好的 交互性能。
[0074] 本发明实施例通过三轴角速度可以实现运动骤停的判断，进一步提高了运动信息 的识别精度。
[0075] 本发明实施例在智能穿戴设备运动过程中识别出位置信息和状态信息，进一步提 高了设备的识别精度，以执行对应的音频操作，进行信息反馈，极大减少了动作发生与信息 反馈之间的时间，大大提高了信息反馈的灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0076] 图1是本发明的一种基于智能穿戴设备的音频操作方法实施例的步骤流程图；
[0077] 图2是本发明的一种操作执行的示例图；
[0078] 图3是本发明的一种操作执行的示例图；
[0079] 图4是本发明的一种智能穿戴设备实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0080] 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。
[0081] 参照图1，示出了本发明的一种基于智能穿戴设备的音频操作方法实施例1的步 骤流程图，具体可以包括如下步骤：
[0082] 步骤101，测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度；
[0083] 需要说明的是，智能穿戴设备可以为智能手表、智能手环、智能头箍等等，可以包 括六轴检测电路和控制器。
[0084] 该六轴检测电路可以为集成电路IC(Integrated Circuit,在一块较小的单晶娃 片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将 元器件组合成完整的电子电路），其中可以集成加速度传感器、陀螺仪、寄存器（Register) 等等。
[0085] 该控制器可以为MCU(MicroControllerUnit，微控制单元），又称单片微型计算 机（SingleChipMicrocomputer)，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的 CPU(Central Processing Unit，中央处理器）、RAM(random access memory，随机存储器）、 ROM (Read-Only Memory,只读存储器）、定时器和I/0(Input/0ut,输入/输出）接口中的至 少一种集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
[0086] 在具体实现中，该控制器可以包括应用程序和驱动程序。
[0087] 该应用程序可以运行在控制器的ROM中，该ROM可以为Flash ROM(非易失性闪 存），可以实现了动态加载应用程序的功能。所以，应用程序物理存储在Flash ROM的文件 系统里（FAT)，可以实时从云端下载更新。当智能穿戴设备开机后按照需求动态下载到内存 RAM中来执行。
[0088] 该驱动程序可以以二进制形式烧录在Flash ROM里，当智能穿戴设备启动时，可以 通过控制器里的BootLoader从Flash ROM里将其加载到RAM中运行。
[0089] 其中，在嵌入式操作系统中，BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以 初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便 为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
[0090] 在实际应用中，当该应用程序可以包括体感类的应用程序，且可以接收智能穿戴 设备的运动检测的请求，例如该体感类的应用程序打开时，相当于接收到智能穿戴设备的 运动检测的请求，此时，用户一般在进行体感应用，驱动智能穿戴设备进行运动。
[0091] 在接收到智能穿戴设备的运动检测的请求时，可以发送启动信号至驱动程序， 驱动程序可以向六轴检测电路的powerOn管脚接入高电平，然后再通过I2C(Inter - Integrated Circuit，一种用于连接微控制器及其外围设备的总线）总线写初始化设置到 六轴检测电路里完成六轴检测电路的启动。
[0092] 当六轴检测电路启动后，可以采用加速度传感器测量所述智能穿戴设备在运动时 的三轴线性加速度。
[0093] 加速度传感器可以包括线性加速度传感器，线性加速度传感器可以是一种能够测 量加速力的电子设备，也即，可以测量物体（例如智能穿戴设备）本身在立体三维空间XYZ 三个轴上分量的加速度（即三轴加速度）。其中，加速力可以是指当物体（例如智能穿戴设 备）在加速过程中作用在物体（例如智能穿戴设备）上的力；线性加速度可以为加速度-时 间（a-t)曲线为直线的加速度，S卩加速度的变化量Aao^t。
[0094] 加速度传感器测量加速度的原理可以是惯性原理，也就是力的平衡，根据公式 A(加速度）=F(惯性力）/M(质量），测量出F后，可以计算出A。而F可以采用用电磁力 去平衡这个惯性力，则可以得到F对应于电流的关系，而该关系的比例系数可以采用实验 的方式去预先标定。
[0095] 因此，一般加速度传感器可以利用其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特 性。由于这个变形会产生电压，计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，则可以将 加速度转化成电压输出，例如：l〇〇mV/g，即每个加速度单位输出100mV电压值，其中lg = 9. 81m/s 2。
[0096] 当然，还有很多其它方法来制作加速度传感器，比如压阻技术、电容效应、热气泡 效应、光效应等等，本发明实施例对此不加限制。
[0097] 步骤102,测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度；
[0098] 当六轴检测电路启动后，可以采用陀螺仪测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴 角速度。
[0099] 陀螺仪可以指能够测量角速度的电子设备，也即，可以测量物体（例如智能穿戴 设备）本身在立体三维空间XYZ三个轴上分别的角速度（即三轴角速度）。而角速度可以是 指单位时间内，物体（例如智能穿戴设备）绕某根轴线旋转的度数，单位可以为deg/s(度 /秒）。
[0100] 该陀螺仪可以为微机械（Micro Electro Mechanical systems，MEMS)陀螺仪，可 以利用科里奥利力--旋转物体（例如智能穿戴设备）在有径向运动时所受到的切向力， 测量三轴角速度。
[0101] 在微机械陀螺仪中，若物体（例如智能穿戴设备）被驱动，不停地来回做径向运动 或者震荡，与此对应的科里奥利力就是不停地在横向来回变化，并有可能使物体在横向作 微小震荡，相位正好与驱动力差90度。
[0102] 微机械陀螺仪通常有两个方向的可移动电容板。径向的电容板加震荡电压迫使物 体可以作径向运动，横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化。因为科里 奥利力正比于角速度，所以由电容的变化可以计算出角速度。
[0103] 步骤103,根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述智能穿戴设备的 状态信息。
[0104] 状态信息可以为智能穿戴设备所处的状况的信息，例如，所述状态信息可以包括 四元数。
[0105] 从明确的角度而言，四元数可以是复数的不可交换延伸。如把四元数的集合考虑 成多维实数空间的话，四元数就代表着一个四维空间，相对于复数为二维空间。
[0106] 复数可以是包括实数和虚数单位i，其中，i2 = -1。
[0107] 相似地，四元数可以包括实数和三个元素 i、j、k，而且三个元素 i、j、k可以有如下 的关系：
[0108] i2 = j2 = k2 = ijk = -1
[0109] 则每个四元数可以表示为a+bi+cj+dk。
[0110] 四元数的物理意义可以在于：
[0111] 若采用四元数Q(x, y, z, W)表示有一任意旋转轴的向量A (ax, ay, az)与一旋转角 度 alpha ;
[0112] 则：x = sin (alpha/2) *ax ;
[0113] y = sin (alpha/2) *ay ；
[0114] z = sin (alpha/2) *az ；
[0115] w = cos (alpha/2)；
[0116] 因此，三维空间的旋转可以由四元数来进行表征，例如，若智能穿戴设备初始是水 平放置，用四元数表示则可以为Q(1，〇, 〇, 〇)。
[0117] 在本发明的一种优选实施例中，步骤103可以包括如下子步骤：
[0118] 子步骤S11，采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真 实线性加速度；
[0119] 在具体实现中，由于智能穿戴设备在运动时，一般会受重力的影响，在不同的环境 中也可能受到水的浮力、电磁力等的影响，使得测量的三轴线性加速度并非真实的线性加 速度。因此，需要计算在智能穿戴设备在立体三维空间XYZ三个轴上分别的真实角速度（即 三轴真实线性加速度）。
[0120] 在本发明实施例的一种优选示例中，子步骤S11可以包括如下子步骤：
[0121] 子步骤S111，分别计算重力加速度在三轴上的分线性加速度；
[0122] 子步骤S112,分别将三轴线性加速度减去各自对应的分线性加速度，获得所述智 能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度。
[0123] 在本发明实施例中，智能穿戴设备受重力影响，重力加速度取值可以为9. 8m2/s的 方向是坚直向下，与智能穿戴设备的立体三维空间XYZ三个轴上分别形成三个夹角，采用 重力加速度以及该三个夹角按照三角函数关系（如正弦函数、余弦函数、正切函数、余切函 数、正割函数、余割函数等等）可以计算重力加速度在智能穿戴设备的立体三维空间XYZ三 个轴上的投影，获得分线性加速度。
[0124] 在智能穿戴设备的立体三维空间XYZ三个轴上，将测量到的三轴线性加速度分别 减去对应的分线性加速度，可以获得智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度。
[0125] 当然，上述三轴真实线性加速度的计算方法只是作为示例，在实施本发明实施例 时，可以根据实际情况设置其他三轴真实线性加速度的计算方法，例如在浮力、电磁力等外 力影响下，可以计算浮力、电磁力等外力在三轴上的分线性加速度，将三轴线性加速度减去 各自对应的分线性加速度，获得三轴真实线性加速度，等等本发明实施例对此不加以限制。 另外，除了上述三轴真实线性加速度的计算方法外，本领域技术人员还可以根据实际需要 采用其它三轴真实线性加速度的计算方法，本发明实施例对此也不加以限制。
[0126] 子步骤S12,采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴旋转角 度；
[0127] 智能穿戴设备在运动时，通常会发生旋转，本发明实施例可以计算智能穿戴设备 本身在立体三维空间XYZ三个轴上分量的旋转角度（即三轴旋转角度）。
[0128] 在本发明实施例的一种优选示例中，子步骤S12可以包括如下子步骤：
[0129] 子步骤S121，分别将所述三轴角速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿戴设 备在运动时的三轴旋转角度。
[0130] 角速度是速度的一种概念，将其对智能设备的从初始到当前的运动时间进行积 分，可以获得三轴旋转角度。
[0131] 在具体实现中，可以恒定陀螺仪测量角速度采样频率，可以将测量到的角速度看 成一系列宽度相同高度不同的长条，将该长条累加面积进行积分。
[0132] 子步骤S13,分别将所述三轴旋转角度按照各自对应的三轴真实线性加速度进行 积分，获得三轴纠正数据；
[0133] 具体而言，三轴纠正数据ex、ey、eZ可以通过以下公式计算：
[0134] ex = (ay*vz-az*vy)；
[0135] ey = (az*vx-ax*vz)；
[0136] ez = (ax*vy_ay*vx);
[0137] ax、ay、az是智能穿戴设备的坐标参照系上，加速度传感器测量出来的重力向量， VX、Vy、VZ是陀螺仪积分后的姿态来推算出的重力向量，它们都是智能穿戴设备的坐标参照 系上的重力向量。
[0138] 那它们之间的误差向量，就是陀螺仪积分后的姿态和加速度传感器测出的姿态之 间的误差。
[0139] 向量间的误差，可以用向量叉积（也叫向量外积、叉乘）来表示，ex、ey、ez就是两 个重力向量的叉积。
[0140] 这个叉积向量仍旧是位于智能穿戴设备的坐标系上，而陀螺仪积分误差也是在机 体坐标系，而且叉积的大小与陀螺积分误差成正比，可以用于纠正陀螺仪。由于陀螺仪是对 智能穿戴设备直接积分，所以对陀螺仪的纠正量会直接体现在对智能穿戴设备坐标系的纠 正。
[0141] 其中，
【权利要求】
1. 一种基于智能穿戴设备的音频操作方法，其特征在于，包括： 测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度； 测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度； 根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述智能穿戴设备的状态信息； 根据所述三轴线性加速度获取所述智能穿戴设备的位置信息； 分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的音频操作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括四元数，所述根据所述 三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述穿戴设备的状态信息的步骤包括： 采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度； 采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴旋转角度； 分别将所述三轴旋转角度按照各自对应的三轴真实线性加速度进行积分，获得三轴纠 正数据； 采用所述三轴纠正数据按照四元数的微积分方程计算当前的四元数，得到所述穿戴设 备的状态信息。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述三轴线性加速度计算所述 智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度的步骤包括： 分别计算重力加速度在三轴上的分线性加速度； 分别将三轴线性加速度减去各自对应的分线性加速度，获得所述智能穿戴设备在运动 时的三轴真实线性加速度。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用所述三轴角速度计算所述智能 穿戴设备在运动时的三轴旋转角度的步骤包括： 分别将所述三轴角速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿戴设备在运动时的三轴 旋转角度。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括三轴角速度； 其中，当所述三轴角速度为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态； 当所述三轴角速度不为〇时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为运动状态。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括三轴移动距离，所述根 据所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备的位置信息的步骤包括： 采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度； 分别将所述三轴真实线性加速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿戴设备的三轴 移动距离。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述智能穿戴设备的状态信息 和位置信息，执行对应的音频操作的步骤包括： 提取所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息中的至少一者所对应的一个或多个音 符； 当所述一个或多个音符与预置的音频数据匹配时，播放所述音频数据。
8. 根据权利要求1或2或6或7所述的方法，其特征在于，所述分析所述智能穿戴设备 的状态信息和位置信息，执行对应的音频操作的步骤包括： 在预置的数据库中查找所述三轴移动距离所属的三轴移动距离范围； 在预置的数据库中查找所述四元数所属的四元数范围； 根据所述三轴角速度判断所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态或运动状态； 执行所述三轴移动距离范围、所述四元数范围、所述静止状态和运动状态中的至少一 者所对应的音频操作。
9. 一种智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备包括六轴检测电路和控制器； 其中，所述六轴检测电路包括： 加速度传感器，用于测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴线性加速度； 陀螺仪，用于测量所述智能穿戴设备在运动时的三轴角速度； 状态信息获取模块，用于根据所述三轴线性加速度及所述三轴角速度，获取所述智能 穿戴设备的状态信息； 寄存器，用于存储所述三轴线性加速度、所述三轴角速度和所述状态信息中的至少一 者； 所述控制器包括： 底层驱动模块，用于读取所述三轴线性加速度、所述三轴角速度和所述状态信息中的 至少一者； 位置信息获取模块，用于根据所述三轴线性加速度获取所述智能穿戴设备的位置信 息； 音频操作执行模块，用于分析所述智能穿戴设备的状态信息和位置信息，执行对应的 音频操作。
10. 根据权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述状态信息包括四元数，所 述状态信息获取模块包括： 真实线性加速度计算子模块，用于采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在 运动时的三轴真实线性加速度； 旋转角度计算子模块，用于采用所述三轴角速度计算所述智能穿戴设备在运动时的三 轴旋转角度； 第一积分子模块，用于分别将所述三轴旋转角度按照各自对应的三轴真实线性加速度 进行积分，获得三轴纠正数据； 反余弦计算子模块，用于采用所述三轴纠正数据按照四元数的微积分方程计算当前的 四元数，得到所述穿戴设备的状态信息。
11. 根据权利要求10所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述真实线性加速度计算子 模块包括： 分线性加速度计算子模块，用于分别计算重力加速度在三轴上的分线性加速度； 加速度相减子模块，用于分别将三轴线性加速度减去各自对应的分线性加速度，获得 所述智能穿戴设备在运动时的三轴真实线性加速度。
12. 根据权利要求10所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述旋转角度计算子模块包 括： 第二积分子模块，用于分别将所述三轴角速度对运动时间进行积分，获得所述智能穿 戴设备在运动时的三轴旋转角度。
13. 根据权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述状态信息包括三轴角速 度； 其中，当所述三轴角速度为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态； 当所述三轴角速度不为0时，表征所述智能穿戴设备的状态信息为运动状态。
14. 根据权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述位置信息获取模块包括： 真实线性加速度计算子模块，用于采用所述三轴线性加速度计算所述智能穿戴设备在 运动时的三轴真实线性加速度； 第三积分子模块，用于分别将所述三轴真实线性加速度对运动时间进行积分，获得作 为所述智能穿戴设备位置信息的三轴移动距离。
15. 根据权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述音频操作执行模块包括： 音符提取子模块，用于提取所述智能设备的状态信息和位置信息中的至少一者所对应 的一个或多个音符； 音频数据播放子模块，用于在所述一个或多个音符与预置的音频数据匹配时，播放所 述音频数据。
16. 根据权利要求9或10或14或15所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述音频操作 执行模块包括： 第一查找子模块，用于在预置的数据库中查找所述三轴移动距离所属的三轴移动距离 范围； 第二查找子模块，用于在预置的数据库中查找所述四元数所属的四元数范围； 判断子模块，用于根据所述三轴角速度判断所述智能穿戴设备的状态信息为静止状态 或运动状态； 执行子模块，用于执行所述三轴移动距离范围、所述四元数范围、所述静止状态和运动 状态中的至少一者所对应的音频操作。
【文档编号】G01C21/18GK104154915SQ201410318918
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】李健涛 申请人:北京搜狗科技发展有限公司