检测正在穿戴可穿戴电子设备的肢体的制作方法

技术领域

本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及可穿戴电子设备。更具体地，本发明涉及基于来自一个或多个位置感测设备的至少一个信号来检测穿戴可穿戴电子设备的用户的肢体。

背景技术：

便携式电子设备诸如智能电话、平板计算设备和多媒体播放器是非常普及的。这些电子设备可用于执行各种各样的任务，并且在一些情况下，可被穿戴在用户的身体上。例如，便携式电子设备可被穿戴在用户的肢体诸如手腕、手臂、脚踝或腿部上。知道电子设备被穿戴在左侧肢体上还是右侧肢体上可能对于某些便携式电子设备或应用程序而言是有帮助的或为必要的信息。例如，在电子设备包括一个或多个生物测定应用程序诸如心电描记法应用程序或医疗测量或诊断应用程序时，可能有必要知道电子设备被穿戴在左侧肢体上还是右侧肢体上。

技术实现要素：

在一个方面中，一种可穿戴电子设备可包括处理设备和一个或多个位置感测设备。一种用于确定正在穿戴可穿戴电子设备的肢体的处理器实现的方法可包括：在给定时间段内从至少一个位置感测设备接收一个或多个信号；以及分析至少一个信号以确定正在穿戴可穿戴电子设备的肢体。在一个实施方案中，可识别一个或多个肢体姿态和/或肢体位置，并基于一个或多个所识别的肢体姿态和/或位置来确定正在穿戴电子设备的肢体。位置感测设备的示例包括但不限于加速度计、陀螺仪和/或磁力仪。可在分析一个或多个信号之前由处理设备来处理至少一个信号。例如，可基于至少一个信号产生柱状图或可形成二维曲线图或三维曲线图。在一个实施方案中，可对至少一个信号执行模式识别算法以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。

在另一方面中，一种可被穿戴在用户的肢体上的电子设备可包括处理设备和可操作地连接到该处理设备的一个或多个位置感测设备。该处理设备可适于基于从至少一个位置感测设备接收的一个或多个信号来确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。在一个实施方案中，可识别一个或多个肢体姿态和/或肢体位置，并基于一个或多个所识别的肢体姿态和/或位置来确定正在穿戴电子设备的肢体。

并且在另一个方面中，一种系统可包括可被穿戴在用户的肢体上的电子设备。该电子设备可包括处理设备和可操作地连接到该处理设备的一个或多个位置感测设备。显示器和存储器可各自可操作地连接到处理设备或与其进行通信。该显示器和/或存储器可被包括在可穿戴电子设备中或可与电子设备分开。该存储器可适于存储一个或多个应用程序。该处理设备可适于基于从至少一个位置感测设备接收的一个或多个信号来确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。该处理设备还可适于基于被确定将穿戴电子设备的肢体来向至少一个应用程序提供数据。

附图说明

参考以下附图来更好地理解本发明的实施方案。附图的元件相对于彼此未必按比例绘制。如果可能，使用相同的附图标记来指定附图共有的相同特征部。

图1是可包括或连接到一个或多个位置感测设备的可穿戴电子设备的一个示例的透视图；

图2是图1中所示的可穿戴电子设备100的示例性框图；

图3A-图3B示出了在用户的右手腕和左手腕上或附近的可穿戴电子设备；

图4-图5示出了在被穿戴在用户的右手腕上时在图1中所示的可穿戴电子设备的两个位置；

图6-图7示出了在被穿戴在用户的左手腕上时在图1中所示的可穿戴电子设备的两个位置；

图8示出了基于图4和图5中所示的两个位置的来自加速度计的示例性信号；

图9示出了基于图6和图7中所示的两个位置的来自加速度计的示例性信号；

图10示出了基于图4和图5中所示的两个位置的从加速度计接收的x轴数据和y轴数据的示例性曲线图；

图11示出了基于图6和图7中所示的两个位置的从加速度计获得的x轴数据和y轴数据的示例性曲线图；

图12示出了基于图4和图5中所示的两个位置的从加速度计接收的x轴数据、y轴数据和z轴数据的示例性柱状图；

图13示出了基于图6和图7中所示的两个位置的从加速度计获得的x轴数据、y轴数据和z轴数据的示例性柱状图；以及

图14是用于确定正在穿戴可穿戴电子设备的肢体的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本文描述的实施方案提供了一种可被穿戴在用户的肢体上的电子设备。该电子设备可包括处理设备和可操作地连接到该处理设备的一个或多个位置感测设备。除此之外或另选地，一个或多个位置感测设备可被包括在用于将可穿戴电子设备附接到肢体的带子中并可操作地连接到处理设备。在一些实施方案中，与可穿戴电子设备分开的处理设备可以可操作地连接到一个或多个位置感测设备。该处理设备可适于基于从至少一个位置感测设备接收的一个或多个信号来确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。例如，在一个实施方案中，可识别肢体姿态和/或肢体位置并且基于所识别的肢体姿态和/或位置来确定正在穿戴电子设备的肢体。

可穿戴电子设备可包括可被穿戴在用户的肢体上的任何类型的电子设备。该可穿戴电子设备可被固定到人类的肢体诸如手腕、脚踝、手臂或腿部上。此类电子设备包括但不限于健康或健身助理设备、数码音乐播放器、智能电话、计算设备或显示器以及提供时间的设备。在一些实施方案中，可穿戴电子设备利用带子被穿戴在用户的肢体上，该带子被附接到肢体并包括支架或外壳，以可拆卸地或可移除地保持电子设备，诸如臂带、踝带、腿带和/或腕带。在其他实施方案中，可穿戴电子设备永久地固定或附接到带子，并且带子附接到用户的肢体。

作为一个示例，可穿戴电子设备可被实施为可穿戴健康助理的形式，该可穿戴健康助理将与健康相关的信息(实时或者非实时)提供到用户、被授权的第三方和/或相关联的监视设备。该设备可被配置为提供与健康相关的信息或数据，诸如但不限于心率数据、血压数据、温度数据、血氧饱和度数据、饮食/营养信息、医疗提醒、与健康相关的提示或信息，或者其他与健康相关的数据。相关联的监视设备可为例如平板计算设备、电话、个人数字助理、计算机等等。

作为另一个示例，电子设备可被配置为可穿戴通信设备的形式。可穿戴通信设备可包括与存储器耦接或进行通信的处理器、一个或多个通信接口、输出设备(诸如显示器和扬声器)、以及一个或多个输入设备。一个或多个通信接口可提供通信设备与任何外部通信网络、设备或平台之间的电子通信，该通信接口诸如但不限于无线接口、蓝牙接口、USB接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口或者任何常规的通信接口。除了通信以外，可穿戴通信设备可提供关于时间、健康、状态或者外部连接的设备或正在进行通信的设备和/或在此类设备上运行的软件的信息、消息、视频、操作命令等等(并且可从外部设备接收上述中的任一者)。

任何合适类型的位置感测设备可被包括在可穿戴电子设备中或被连接到该可穿戴电子设备。仅以举例的方式，位置感测设备可以是一个或多个加速度计、陀螺仪、磁力仪、接近传感器和/或惯性传感器。另外，位置感测设备可利用任何类型的感测技术来实现，包括但不限于电容式、超声波、电感式、压电式和光学技术。

现在参见图1，其示出了可包括或可被连接到一个或多个位置感测设备的可穿戴电子设备的一个示例的透视图。在例示的实施方案中，该电子设备100被实现为可穿戴计算设备。其他实施方案可通过不同方式实现该电子设备。例如，该电子设备可以是智能电话、游戏设备、数字音乐播放器、提供时间的设备、健康助理和包括或可被连接到一个或多个位置感测设备的其他类型的电子设备。

该可穿戴电子设备100包括至少部分地围绕显示器104的外壳102和一个或多个按钮106或输入设备。该外壳102可针对电子设备100的内部部件形成外表面或部分外表面和保护性壳体，并可至少部分地围绕显示器104。外壳102可由可操作地连接在一起的一个或多个部件形成，诸如前件和后件。另选地，外壳102可由可操作地连接到显示器104的单个件形成。

该显示器104可使用任何合适的技术来实现，该显示器104包括但不限于使用液晶显示器(LCD)技术、发光二极管(LED)技术、有机发光显示器(OLED)技术、有机电致发光(OEL)技术或另一类型的显示技术的多触摸感测触摸屏。按钮106可采取home按钮的形式，其可为机械按钮、软按钮(例如，不能物理地移动但仍然接受输入的按钮)、显示器上或输入区域的图标或图像等等。另外，在一些实施方案中，按钮106可被集成作为电子设备的覆盖玻璃的一部分。

该可穿戴电子设备100可永久地或可移除地附接到带子108。带子108可由任何合适的材料制成，包括但不限于皮革、金属、橡胶或硅胶、织物和陶瓷。在例示的实施方案中，带子是缠绕用户的手腕的腕带。腕带可包括附接机构(未示出)诸如箍套扣、Velcro和磁性连接器。在其他实施方案中，带子可以是弹性的或可拉伸的，使其适配用户的手并且不包括附接机构。

图2是图1中所示的可穿戴电子设备100的示例性框图。电子设备100可包括显示器104、一个或多个处理设备200、存储器202、一个或多个输入/输出(I/O)设备204、一个或多个传感器206、电源208、网络通信接口210和一个或多个位置感测设备212。显示器104可为电子设备100提供图像输出或视频输出。显示器还可为一个或多个输入设备诸如例如触摸感测设备和/或指纹传感器提供输入表面。显示器104可为基本上任何尺寸并且可基本上被定位在电子设备100上的任何位置处。

处理设备200可控制电子设备100的一些或全部操作。处理设备200可与电子设备100的基本上所有的部件直接或间接地通信。例如，系统总线或信号线214或其他通信机构可提供一个或多个处理设备200、存储器202、一个或多个I/O设备204、一个或多个传感器206、电源208、网络通信接口210和/或一个或多个位置感测设备212之间的通信。一个或多个处理设备200可被实现为能够处理、接收或发送数据或指令的任何电子设备。例如，一个或多个处理设备200可各自为微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或此类设备的组合。如本文所述，术语“处理设备”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或其他适当配置的一个或多个计算元件。

存储器202可存储可由电子设备100使用的电子数据。例如，存储器可存储电子数据或内容，诸如例如音频文件和视频文件、文档和应用程序、设备设置和用户偏好、定时信号、从一个或多个位置感测设备接收的信号、一种或多种模式识别算法、数据结构和数据库等等。存储器202可被配置作为任何类型的存储器。仅以举例的方式，存储器可被实现作为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。

一个或多个I/O设备204可将数据传输到用户或另一个电子设备或从用户或另一个电子设备接收数据。I/O设备的一个示例是图1中的按钮106。一个或多个I/O设备204可包括显示器、触摸感测输入表面(诸如触控板、一个或多个按钮、一个或多个麦克风或扬声器)、一个或多个端口(诸如麦克风端口和/或键盘)。

电子设备100还可包括基本上被定位在电子设备100上的任何位置处的一个或多个传感器206。一个传感器或多个传感器206可被配置为基本上感测任何类型的特性，诸如但不限于图像、压力、光、触摸、热、生物识别数据等。例如，一个或多个传感器208可以是图像传感器、热传感器、光传感器或光学传感器、压力换能器、磁体体、健康监测传感器、生物识别传感器等。

电源208可利用能够向电子设备100提供能量的任何设备来实现。例如，电源208可为一个或多个电池或可再充电电池，或将遥控设备连接至另一电源诸如壁式电源插座的连接缆线。

网络通信接口210可促进数据传输到其他电子设备或促进从其他电子设备的数据传输。例如，网络通信接口可经由无线网络和/或有线网络连接来传输电子信号。无线和有线网络连接的示例包括但不限于蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、IR和以太网。

一个或多个位置感测设备212可各自记录电子设备的位置、取向和/或移动。每个位置感测设备均可以是绝对的或相对的位置感测设备。一个或多个位置感测设备可被实现为任何合适的位置传感器和/或系统。每个位置感测设备212可感测位置、取向和/或沿一个或多个轴的移动。例如，位置感测设备212可以是一个或多个加速度计、陀螺仪和/或磁力仪。如稍后将要更详细描述的，分析从至少一个位置感测设备接收的一个或多个信号，以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。当用户正在穿戴电子设备时，可通过对移动模式进行检测和分类来确定穿戴肢体。可连续地、周期性地或在选定的时间处检测移动模式。

应该指出的是，图1和图2仅是示例性的。在其他示例中，电子设备可包括比图1和图2中所示的那些部件更少或更多的部件。除此之外或另选地，该电子设备可被包括在系统中，并且图1和图2中所示的一个或多个部件与电子设备独立但被包括在系统中。例如，可穿戴电子设备可以可操作地连接到单独的显示器或与其进行通信。作为另一个示例，可在与可穿戴电子设备分开的存储器中存储一个或多个应用程序。电子设备中的处理设备可以可操作地连接到独立的显示器和/或存储器并与其进行通信。在另一个示例中，一个或多个位置感测设备212中的至少一个位置感测设备可被包括在附接到电子设备的带子中并且其可以可操作地连接到处理设备或与该处理设备进行通信。

本文描述的实施方案包括被穿戴在用户的手腕上的电子设备。然而，如前所述，可将可穿戴电子设备穿戴在任何肢体上，或肢体的任何部分上。图3A-图3B示出了在用户的右手腕和左手腕上或附近的可穿戴电子设备。在一些实施方案中，可使用笛卡尔坐标系来确定针对可穿戴电子设备302的正负方向。在对电子设备的移动模式进行分类时，可检测并使用所确定的正负方向。

例如，正负x和y方向可基于电子设备何时被穿戴在用户的右手腕上(参见图3A)。每个轴相对于电子设备的正负方向是任意的，但一旦在电子设备中安装位置感测设备便可以是固定的。就笛卡尔坐标系而言，可将正y方向设置到处于放松状态中且沿身体的一侧向下定位的右臂位置(其中手掌朝向身体)，而y方向的零位置可以是右臂基本弯曲成九十度角的位置。在其他实施方案中，正负方向可被设置到不同的位置。确定哪个肢体正在穿戴该设备可基于该设备基于所设定的正负方向的移动和/或定位。

图3A和图3B中所示的按钮106示出了在将电子设备从一个手腕移动到另一个手腕时，x轴和y轴的正负方向的改变。一旦像将电子设备定位在右手腕300上那样固定x方向和y方向(图3A)，在电子设备被穿戴在左手腕302时方向是相反的(图3B)。其他实施方案可以不同方式设置正负方向。例如，正负方向可取决于电子设备的类型、对电子设备的使用和/或电子设备可能受到或经历的位置、取向和移动。

现在参考图4和图5，其示出了在电子设备被穿戴在用户的右手腕上时，图1中所示的可穿戴电子设备的两个位置。图4示出了第一位置402，其中用户406的右臂404处于放松状态中，其中手臂沿身体的一侧下垂并且手掌面向身体。图5示出了第二位置500，其中右臂404基本上弯曲成九十度角，其中手掌向下朝向地面。左臂502也可弯曲以允许左手与电子设备进行交互。

图6和图7示出了在电子设备穿戴在用户的左手腕时，图1中所示的可穿戴电子设备的两个位置。图6示出了第三位置600，其中用户604的左臂602处于放松状态中，其中手臂沿身体的一侧下垂并且手掌朝向身体。图7示出了第四位置700，其中左臂602基本上弯曲成九十度角度，其中手掌向下朝向地面。

在其他实施方案中，电子设备被固定到的肢体可被定位成任意取向并可沿其他方向移动。例如，可将用户的手臂以大于或小于九十度的角度进行定位。除此之外或另选地，可将肢体定位或移动得在任何方向上远离身体。例如，可将肢体移动到身体的前面和/或后面。

本文描述的实施方案可处理从至少一个位置感测设备接收的一个或多个信号，并分析经处理的信号以确定用户的哪个肢体正在穿戴可穿戴电子设备。例如，如图8-图11所示，可产生一个或多个信号的二维曲线图或三维曲线图。除此之外或另选地，如图12和图13所示，可生成基于一个或多个信号的柱状图。可分析一个或多个曲线图和/或柱状图，以确定电子设备的穿戴肢体。在一个实施方案中，可对一个或多个信号或一个或多个经处理的信号执行模式识别算法以识别肢体姿态和/或肢体位置，并且基于该确定而确定哪个肢体或身体部分正在穿戴可穿戴设备。

图8示出了基于图4和图5中所示的两个位置的来自加速度计的示例性信号，而图9示出了基于图6和图7中所示的两个位置的来自加速度计的示例性信号。加速度计被配置作为三轴加速度计，并且每个曲线图为在手臂从一个位置移动到另一个位置时沿相应轴测量的信号。例如，如图3A所示，在电子设备被穿戴在右手腕上时，可将电子设备从第一位置402移动到第二位置500和/或从第二位置500移动到第一位置402。图8中的曲线图示出了从第一位置402移动到第二位置500。如图3B所示，在左手腕上时，可将电子设备从第三位置600移动到第四位置700和/或从第四位置700移动到第三位置600。图9示出了从第三位置600移动到第四位置700的曲线图。

在图8中，曲线图800表示沿x轴测量的信号，曲线图802表示沿y轴测量的信号，并且曲线图804表示沿z轴测量的信号。在图9中，曲线图900表示沿x轴产生的信号，曲线图902表示沿y轴产生的信号，并且曲线图904表示沿z轴产生的信号。x轴和y轴对应于图3A和图3B所示的轴。在查看示例性曲线图802过程中，在电子设备400穿戴于右手腕上时，第一位置402处的y值基本上加一。在第二位置500处，y的值基本上为零。比较曲线图802与曲线图902(设备400被穿戴在左手腕上)，第三位置402处的y值基本上减一，而第四位置处的y值基本上为零。可分析图8或图9中所示的曲线图中的一个或多个曲线图以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。

应该指出的是，由于电子设备可在任何方向上定位或移动，因此在其他实施方案中，曲线图的值可为不同的。

现在参考图10，其示出了基于图4和图5中所示的两个位置的从加速度计获得的样本的示例性二维曲线图，其中电子设备被穿戴在右手腕上。沿水平轴绘制从x轴接收的信号，并且沿垂直轴绘制从y轴获得的样本。其他实施方案可产生x轴和z轴的曲线图、和/或y轴和z轴的曲线图。曲线图1000表示用户将电子设备从第一位置402移动到第二位置500，并且然后回到第一位置402。因此，箭头1004表示从第一位置402移动到第二位置500，而箭头1002表示电子设备从第二位置500移动到第一位置402。

相反，图11中的曲线图表示用户将位于左手腕上的电子设备从第三位置600移动到第四位置700，并且然后回到第三位置600。类似曲线图1000，沿水平轴绘制从x轴接收的信号，并且沿垂直轴绘制从y轴获得的样本。箭头1102表示从第三位置600移动到第四位置700，并且箭头1104表示电子设备从第四位置700移动到第三位置600。分析图10或图11中所示的曲线图以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。

现在参考图12，其示出了基于图4和图5中所示的两个位置的从加速度计获得的样本的示例性柱状图。如前所述，图4和图5示出了被穿戴在右手腕上的电子设备的两个位置。柱状图1200是沿x轴、y轴和z轴测量的信号分布的图形表示。可分析柱状图以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。

图13示出了基于图6和图7中所示的两个位置的从加速度计获得的样本的示例性柱状图。如前所述，图6和图7示出了穿戴在左手腕上的电子设备的两个位置。类似图12中所示的实施方案，柱状图1300是沿x轴、y轴和z轴测量的样本分布的图形表示，并且可分析柱状图以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备。

现在参考图14，其示出了确定肢体穿戴可穿戴电子设备的示例性方法的流程图。初始地，在给定的时间段内对由位置感测设备产生的至少一个信号进行采样(框1400)。例如，可对加速度计针对y轴产生的信号采样三十秒或六十秒或任何其他时间段。作为另一个示例，可在已知时间段内对由位置感测设备产生的多个信号进行采样。可周期性地或在选定时间对一个或多个信号进行采样。在一些实施方案中，可连续对一个或多个信号进行采样。

在框1402，可任选地将被采样的一个或多个信号缓存或存储到存储设备中。接下来，如框1404中所示，可处理一个或多个信号。作为一个示例，可以在给定时间段上绘制一个或多个信号，图8和图9中示出了其示例。作为另一个示例，可在二维曲线图或三维曲线图中以图形方式表示信号。图10和图11示出了二维曲线图的示例。其他实施方案可处理样本以生成柱状图，图12和图13示出了其示例。

然后分析一个或多个信号，以确定用户的哪个肢体正在穿戴电子设备(框1406)。在一个实施方案中，可对信号或经处理的信号执行模式识别算法，以识别一个或多个肢体姿态和/或肢体位置并将它们分成来自右肢体或左肢体。任何适当类型的模式识别算法可用于识别姿态和/或位置。例如，可使用与穿戴电子设备的左右肢体(例如，手腕)对应的两个类别的高斯混合模型对来自至少一个位置感测设备的一个或多个信号进行分类。例如，如果使用具有三个轴的加速度计，则由分类器分析的特征矢量可包含最多至三个维度，或者如果使用各自具有3个轴的加速度计、陀螺仪和磁力仪，则可包含最多至九个维度。

然后可向在电子设备上运行的或远程运行并与电子设备进行通信的至少一个应用程序提供被确定正在穿戴电子设备的肢体(框1408)。在向应用程序提供信息之后，该方法可结束。例如，可向在用户身上执行生物医学或生理数据收集的应用程序提供所确定的肢体信息。数据收集可涉及血压、温度和/或脉搏过渡时间。除此之外或另选地，该应用程序可收集数据以帮助诊断外围血管病，诸如外围动脉疾病或外围动脉栓塞疾病。知道是从哪个肢体收集的数据或测量有助于对疾病的诊断。

通过特别参考其某些特征而详细地描述了各种实施方案，但是应当理解在本公开的实质和范围内可进行变型和修改。尽管本文已描述了具体实施方案，但应当指出的是，本专利申请并不限于这些实施方案。具体地，在兼容的情况下，相对于一个实施方案所述的任何特征还可用于其他实施方案。同样地，在兼容的情况下，可交换不同实施方案的特征。