一种心率检测方法和智能穿戴设备与流程

本发明涉及穿戴设备技术领域，特别涉及一种心率检测方法和智能穿戴设备。

背景技术：

目前智能穿戴设备越来越注重运动与健康相关应用。伴随着大量低功耗，高精度的传感器问世，以及一系列面向独立特定场景的算法出现，可以为用户提供更加丰富和准确的体征数据。

越来越多的智能穿戴设备具有心率检测功能。现有的智能穿戴设备的心率检测方法基于反射原理，通过检测人体血液反射返回的光线的变化间接检测到人体的心率信号。基于反射原理的心率检测方法对于静态心率的测量精度大多比较高，但动态心率的检测精度受限于多种因素一直不够理想，其中一个重要原因是佩戴的松紧程度不适当，运动中智能穿戴设备的后壳与手臂贴合不稳定产生了漏光，从而导致检测精度降低。

技术实现要素：

为了解决现有技术的智能穿戴设备心率检测不准确的问题，本发明提供了一种心率检测方法和智能穿戴设备。

本发明的一个实施例提供一种心率检测方法，应用于智能穿戴设备中，所述方法包括：

获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；

根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。

可选地，所述根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率，包括：

根据所述第二测量数据集合判断各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离是否小于第一预设阈值；

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间小于第二预设阈值，则从所述第一测量数据集合中筛选出第一测量数据子集合，所述第一测量数据子集合中多个连续时刻的智能穿戴设备与所述用户的穿戴部的距离小于预设阈值；

根据所述第一测量数据子集合计算所述用户的心率。

可选地，所述方法还包括：

若各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离均小于第一预设阈值，则根据所述第一测量数据集合计算所述用户的心率。

可选地，所述方法还包括：

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间大于第二预设阈值，则向所述用户发送调整穿戴方式提示信息。

可选地，所述距离传感器为电容式传感器；

所述获取预设时间段的各个时刻的距离传感器的第二测量数据集合，包括：

获取预设时间段的各个时刻的电容式传感器的电容变化量；

确定与电容变化量对应的距离集合，所述距离为所述电容式传感器与所述用户的穿戴部之间的距离。

本发明的另一个实施例提供一种智能穿戴设备，包括：心率传感器、距离传感器和处理器；

所述心率传感器用于采集预设时间段的各个时刻的第一测量数据，并将所述第一测量数据发送至所述处理器；

所述距离传感器用于采集预设时间段的各个时刻的第二测量数据，并将所述第二测量数据发送至所述处理器；

所述处理器用于获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器采集的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。

可选地，所述处理器具体用于：

根据所述第二测量数据集合判断各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离是否小于第一预设阈值；若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间小于第二预设阈值，则从所述第一测量数据集合中筛选出第一测量数据子集合，所述第一测量数据子集合中多个连续时刻的智能穿戴设备与所述用户的穿戴部的距离小于预设阈值；根据所述第一测量数据子集合计算所述用户的心率。

可选地，所述处理器还用于：

若各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离均小于第一预设阈值，则根据所述第一测量数据集合计算所述用户的心率。

可选地，所述处理器还用于：

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间大于第二预设阈值，则向所述用户发送调整穿戴方式提示信息。

可选地，所述距离传感器为电容式传感器；

所述处理器进一步用于：获取预设时间段的各个时刻的电容式传感器的电容变化量；确定与电容变化量对应的距离集合，所述距离为所述电容式传感器与所述用户的穿戴部之间的距离。

本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使所述计算机执行上述的方法。

本发明的技术效果是，本发明通过在设置有心率传感器的智能穿戴设备上增加设置距离传感器，获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。从而，保证从第一测量数据集合中选择智能穿戴设备与用户的穿戴部贴合的数据作为最终进行心率计算的心率传感器数据，提高了心率检测的准确性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的心率检测方法的流程示意图；

图2为本发明另一个实施例的心率检测方法的流程示意图；

图3为本发明一个实施例的智能穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

现有的智能穿戴设备在与用户的穿戴部相接触的位置设置有光源，例如led灯。现在的智能穿戴设备，心率检测都是基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography，ppg)原理。原理简述如下：

当光源的一定波长的光束照射到用户穿戴部的皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器(即心率传感器)，在此过程中由于受到检测端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱，其中皮肤肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而毛细血管和动静脉则在心脏的作用下随着脉搏容积不停变大变小。当心脏收缩时，外周血容量最多、光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉搏血流的变化。要使得检测准确，需要光源和心率传感器与用户的穿戴部贴合良好。

在智能穿戴设备的正常佩戴状态下，智能穿戴设备设备与用户的穿戴部贴合良好。但是，若智能穿戴设备的佩戴过于松弛，容易导致漏光：当贴合不好的时候，外界的光线会进入心率传感器；光源发出的光也有一部分会散失。这些都会导致心率检测结果不准确。

现有的心率检测方法，在测量时无法判断佩戴贴合良好与否，只能通过心率传感器收到的数据进行计算。在佩戴不好导致漏光等问题发生时，计算的心率结果往往与实际心率差异较大。针对现有技术的问题，本发明的发明人想到通过增加距离传感器，从能够感知佩戴贴合是否良好，在贴合不理想的情况下可以丢弃部分数据并等待贴合良好后再次触发心率测量。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1为本发明一个实施例的心率检测方法的流程示意图。如图1所示，该方法应用于智能穿戴设备中，包括：

s11：获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；

如图2所示，在实际应用中，智能穿戴设备的处理器可周期性地获取心率传感器的测量数据，并对数据附加时间戳，周期性地获取距离传感器的测量数据，并对数据附加时间戳，得到第一测量数据集合和第二测量数据集合。

在实际应用中，智能穿戴设备可以为手环等设备，本发明对此不作限制。

优选地，智能穿戴设备的光源为双绿光led光源，所述双绿光led光源为570nm发光波长的led光源，测量精度更高。

s12：根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。

本发明实施例通过在设置有心率传感器的智能穿戴设备上增加设置距离传感器，获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。从而，保证从第一测量数据集合中选择智能穿戴设备与用户的穿戴部贴合的数据作为最终进行心率计算的心率传感器数据，提高了心率检测的准确性。

在本发明实施例的一种可选的实施方式中，与图1中的方法类似，其中步骤s12所述根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率，包括：

根据所述第二测量数据集合判断各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离是否小于第一预设阈值；

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间小于第二预设阈值，则从所述第一测量数据集合中筛选出第一测量数据子集合，所述第一测量数据子集合中多个连续时刻的智能穿戴设备与所述用户的穿戴部的距离小于预设阈值；

根据所述第一测量数据子集合计算所述用户的心率。

在实际应用中，第一预设阈值可以设置为0.4-0.6mm，第二预设阈值可以设置为0.4s-0.6s，本发明对此不作限制。

在本发明的另一个实施例中，所述方法还包括：

若各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离均小于第一预设阈值，则根据所述第一测量数据集合计算所述用户的心率。

可理解的是，若各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离均小于第一预设阈值，即智能穿戴设备一直处于正常佩戴状态下，则直接根据所述第一测量数据集合计算所述用户的心率在本发明的另一个实施例中，所述方法还包括：

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间大于第二预设阈值，则向所述用户发送调整穿戴方式提示信息。

可理解的是，如果检测到智能穿戴设备长时间贴合不良，可以提醒用户检查并改善佩戴状态，以达到提高心率测量精度和改善用户体验的目的。

如图3所示，在实际应用中，用户可通过操作使智能穿戴设备进入心率检测模式。具体地，可以通过提供用于进行心率检测的物理按键，在监测到用户触摸物理按键时触发心率检测治理，使智能穿戴设备进入心率检测模式；或者，也可以提供进行心率检测的触摸按键，在侦测到用户基于所述触摸按键的触摸操作时，触发心率检测指令，使智能穿戴设备进入心率检测模式。在实际应用中，所述距离传感器可以为电容式传感器；

相应地，所述获取预设时间段的各个时刻的距离传感器的第二测量数据集合，包括：

获取预设时间段的各个时刻的电容式传感器的电容变化量；

确定与电容变化量对应的距离集合，所述距离为所述电容式传感器与所述用户的穿戴部之间的距离。

可理解的是，可通过电容式传感器的根据电容变化量，获得电容式传感器距离用户的穿戴部之间的距离。通过增加电容式传感器，系统能够感知佩戴贴合是否良好。在贴合不理想的情况下可以丢弃部分数据并等待贴合良好后再次触发心率测量。

图3为本发明一个实施例的智能穿戴设备的结构示意图。如图3所示，该智能穿戴设备包括：心率传感器31、距离传感器32和处理器33；

心率传感器31用于采集预设时间段的各个时刻的第一测量数据，并将所述第一测量数据发送至处理器33；

距离传感器32用于采集预设时间段的各个时刻的第二测量数据，并将所述第二测量数据发送至处理器33；

处理器33用于获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器采集的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。

在本发明的另一个实施例中，处理器33具体用于：

根据所述第二测量数据集合判断各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离是否小于第一预设阈值；若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间小于第二预设阈值，则从所述第一测量数据集合中筛选出第一测量数据子集合，所述第一测量数据子集合中多个连续时刻的智能穿戴设备与所述用户的穿戴部的距离小于预设阈值；根据所述第一测量数据子集合计算所述用户的心率。

进一步地，处理器33还用于：

若各个时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离均小于第一预设阈值，则根据所述第一测量数据集合计算所述用户的心率。

在本发明的另一个实施例中，处理器33还用于：

若存在部分连续时刻智能穿戴设备与用户的穿戴部的距离大于第一预设阈值，且所述部分连续时刻的持续时间大于第二预设阈值，则向所述用户发送调整穿戴方式提示信息。

优选地，距离传感器32为电容式传感器；

处理器33进一步用于：获取预设时间段的各个时刻的电容式传感器的电容变化量；确定与电容变化量对应的距离集合，所述距离为所述电容式传感器与所述用户的穿戴部之间的距离。

本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使所述计算机执行上述的方法。

综上所述，根据本发明的技术方案，通过在设置有心率传感器的智能穿戴设备上增加设置距离传感器，获取心率传感器采集的第一测量数据集合和距离传感器的第二测量数据集合，所述第二测量数据集合中包括多个时刻对应的智能穿戴设备与用户的穿戴部之间的距离；根据所述第一测量数据集合和所述第二测量数据集合计算所述用户的心率。从而，保证从第一测量数据集合中选择智能穿戴设备与用户的穿戴部贴合的数据作为最终进行心率计算的心率传感器数据，提高了心率检测的准确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

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。

需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。