一种超低功耗便携度量长度数据的方法、系统及装置与流程

本发明涉及长度测量领域，尤其涉及一种超低功耗便携度量长度数据的方法、系统及装置。

背景技术：

目前，连续监测是一种大趋势，如睡眠监测、呼吸监测、血压/血糖监测等。但是对于长度变化的连续监测现在还没有好办法做到这一点，例如，连续监测树的高度生长记录、人的身高记录，以及树的直径、人的腰围、小孩的头围等。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种超低功耗便携度量长度数据的方法、系统及装置，能连续监测目标物的长度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种超低功耗便携度量长度数据的方法，包括：

S10.设置在卷轴的轴心处的由加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一个或多个构成的感测单元，感测卷轴的偏转圈数及偏转角度以得到总偏转角度；

S20.根据预先存储的总偏转角度与长度的对应关系，计算所检测的所述卷轴的总偏转角度所代表的长度；

S30.输出所计算的长度信息。

优选地，所述卷轴为中心卷轴，且所述长度是尺带环绕在所述中心卷轴上，由原始环绕状态变为拉伸状态的长度；或

所述卷轴设置在卷尺外壳的出口处。

优选地，所述步骤S20为：

通过将尺带总长度分割成每转动一圈对应的长度，以形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式获得长度与卷轴的总偏转角度的函数关系式，而且，使用所述函数关系式来计算所感测的总偏转角度所对应的长度。

优选地，所述步骤S20还包括：

若检测到精度下降，则通过全部拉伸尺带得到总长度与卷轴的总偏转角度的对应关系，再次校正所计算的长度值。

优选地，所述步骤S30包括：

S31.通过无线方式向接收终端发送所计算的长度信息；

S32.接收终端通过图形、动画和声音中的一种或多种方式输出所接收的长度信息。

本发明还构造一种超低功耗便携度量长度数据的装置，固定在待测目标物的长度检测位，或环绕在待测目标物的外周，包括：

设置在卷轴的轴心处的感测单元，用于感测卷轴的偏转圈数及偏转角度以得到总偏转角度，而且，所述感测单元由加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一个或多个构成；

处理器，用于根据预先存储的总偏转角度与长度的对应关系，计算所检测的所述卷轴的总偏转角度所代表的长度；

输出单元，用于输出所计算的长度信息。

优选地，所述卷轴为中心卷轴，且所述长度是尺带环绕在所述中心卷轴上，由原始环绕状态变为拉伸状态的长度；或

所述卷轴设置在卷尺外壳的出口处。

优选地，所述处理器，用于通过将尺带总长度分割成每转动一圈对应的长度，以形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式获得长度与卷轴的总偏转角度的函数关系式，而且，使用所述函数关系式来计算所感测的总偏转角度所对应的长度。

优选地，所述处理器，用于在检测到精度下降时，通过全部拉伸尺带得到总长度与卷轴的总偏转角度的对应关系，再次校正函数所计算的长度值。

本发明还构造一种超低功耗便携度量长度数据的系统，包括接收终端及以上任一项所述的超低功耗便携度量长度数据的装置，而且，

所述输出单元，用于通过无线方式向所述接收终端发送所计算的长度信息；

所述接收终端，用于通过图形、动画和声音中的一种或多种方式输出所接收的长度信息。

优选地，所述输出单元为蓝牙模块、WIFI模块、3G/4G/5G模块。

优选地，所述接收终端包括显示模块和/或扬声器。

实施本发明的技术方案，在对目标物的长度进行测量时，若目标物的长度变化，可带动卷轴转动，此时，感测单元便可检测到卷轴的总偏转角度，然后处理器便可根据所检测的卷轴的总偏转角度计算出所对应的长度，并通过输出单元输出所计算的长度信息。因此，可实现目标物长度变化的连续监测，填补了目前市场的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的方法的第一实施例的流程示意图。

图2是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的装置的第一实施例的结构示意图。

图3是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的装置的第二实施例的结构示意图。

图4是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的系统的第一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

图1是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的方法的第一实施例的流程示意图，该实施例的超低功耗便携度量长度数据的方法包括：

S10.设置在卷轴的轴心处的由加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一个或多个构成的感测单元，感测卷轴的偏转圈数及偏转角度以得到总偏转角度；

在该步骤中，首先说明的是，在测量目标物的长度时，当目标物的长度变化时，会带动卷轴转动，所以，卷轴的总偏转角度对应所检测的目标物的长度。另外，若加速度传感器为单轴加速度传感器，则在设置单轴加速度传感器时，应使其敏感轴与地面垂直；若单独采用单轴陀螺仪，陀螺仪敏感轴的安装应该与轴旋转方向一致；若单独采用单轴地磁传感器，单轴地磁传感器要确保使用时敏感轴与水平面平行。若加速度传感器为三轴加速度传感器，则该三轴加速度传感器可任意设置在卷轴的轴心处，即，无需使其保持对地垂直，同理其它传感器也不需要特殊规定。而且，若感测单元中传感器的数量大于一个，则在长度计算前，可先对所感测的数据进行融合处理，以提高长度监测的精度。

S20.根据预先存储的总偏转角度与长度的对应关系，计算所检测的所述卷轴的总偏转角度所代表的长度；

S30.输出所计算的长度信息。

在一个可选实施例中，卷轴为中心卷轴，且长度是尺带环绕在所述中心卷轴上，由原始环绕状态变为拉伸状态的长度，此时，卷轴转一圈所对应的尺带的伸缩长度不是固定值。

在另一个可选实施例中，卷轴设置在卷尺外壳的出口处，此时，卷轴转一圈所对应的尺带的伸缩长度是固定的。

在一个可选实施例中，在卷轴为中心卷轴时，步骤S20包括：

通过将尺带总长度分割成每转动一圈对应的长度，以形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式获得长度与卷轴的总偏转角度的函数关系式，而且，使用所述函数关系式来计算所感测的总偏转角度所对应的长度。

在该步骤中，可预先通过将尺带总长度分割成所述卷轴每转动一圈对应的长度，以形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式确定尺带的长度与卷轴的总偏转角度的函数关系式，所确定的函数关系式可存储在处理器中。当在实际测量时，可根据该函数关系式计算所感测的总偏转角度所对应的长度。

当安装有感测单元的卷轴为设置在出口处的卷轴时，在一个可选实施例中，也可通过上述步骤来计算长度。在另一个可选实施例中，可根据以下公式计算尺带伸缩的长度：

L＝L0*(M+A/360)，

其中，L为所计算的长度，M为卷轴的偏转圈数，A为卷轴的偏转角度，L0为卷轴偏转一圈所对应的尺带长度，而且，L0可在出厂前预先测量并存储。

优选地，在步骤S20中，还包括：

若检测到精度下降，则通过全部拉伸尺带得到总长度与卷轴的总偏转角度的对应关系，再次校正所计算的长度值。

在该步骤中，随着测量次数的增加，测量结果会出现漂移，从而使测量结果不准确，因此需要对测量进行校正。在校正时，可全部拉伸尺带，并通过感测单元获得新的总偏转角度，然后计算出此时的总偏转角度所对应的长度。由于之前在实验室已经测得在从零长度到全部拉伸过程中得到每一圈对应的长度值而得到的长度与总偏转角度的对应表，并由该表确定出函数关系式，通过校验时得到的最新总长度及最新总偏转角度，利用之前的函数关系式计算出新的每一个最小偏转角度从零长度到最大长度值的变化过程中的对应值，进而对测量数据进行校正。

优选地，步骤S30包括：

S31.通过无线方式向接收终端发送所计算的长度信息；

S32.接收终端通过图形、动画和声音中的一种或多种方式输出所接收的长度信息。

本发明还构造一种超低功耗便携度量长度数据的装置，该超低功耗便携度量长度数据的装置固定在待测目标物的长度检测位，或环绕在待测目标物的外周，且具体包括感测单元、处理器和输出单元。其中，感测单元设置在卷轴的轴心处，且用于感测卷轴的偏转圈数及偏转角度以得到总偏转角度，而且，该感测单元由加速度传感器、陀螺仪及地磁传感器中的一个或多个构成。处理器用于根据预先存储的总偏转角度与长度的对应关系，计算所检测的所述卷轴的总偏转角度所代表的长度。输出单元用于输出所计算的长度信息。

在一个可选实施例中，如图2所示，卷轴为中心卷轴14，感测单元11设置在中心卷轴14的轴心处，且所测量的长度是尺带15环绕在中心卷轴14上，由原始环绕状态变为拉伸状态的长度。

在一个可选实施例中，如图3所示，卷轴包括卷尺外壳的出口处的卷轴16及中心卷轴14，感测单元11设置在出口处的卷轴16的轴心处，且所测量的长度是尺带15环绕在中心卷轴14上，由原始环绕状态变为拉伸状态的长度。

在一个可选实施例中，在如图2所示的超低功耗便携度量长度数据的装置中，感测单元11设置在中心卷轴14的轴心处时，处理器用于通过将尺带总长度分割成每转动一圈对应的长度，以形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式获得长度与卷轴的总偏转角度的函数关系式，而且，使用所述函数关系式来计算所感测的总偏转角度所对应的长度。

在一个可选实施例中，在如图3所示的超低功耗便携度量长度数据的装置中，感测单元11设置在出口处的卷轴16的轴心处，处理器在计算长度时，可根据以下公式计算：

L＝L0*(M+A/360)，

其中，L为所计算的长度，M为卷轴的偏转圈数，A为卷轴的偏转角度，L0为卷轴偏转一圈所对应的尺带长度，而且，L0可在出厂前预先测量并存储。

当然，在其它实施例中，在如图3所示的超低功耗便携度量长度数据的装置中，处理器也可用于采用通过将尺带总长度分割成每转动一圈对应的长度，形成数据表，再用插值法或函数拟合的方式用函数来计算卷轴的总偏转角度与长度的关系。

优选地，处理器用于在检测到精度下降时，通过全部拉伸尺带得到总长度与卷轴的总偏转角度的对应关系，再次校正所计算的长度值。

请参阅图4，图4是本发明提供的一种超低功耗便携度量长度数据的系统的第一实施例的结构示意图，如图4所示，该实施例的超低功耗便携度量长度数据的系统包括连超低功耗便携度量长度数据的装置10及接收终端20，其中，超低功耗便携度量长度数据的装置10的逻辑结构可参照前文所述，而且，超低功耗便携度量长度数据的装置10的输出单元13可通过无线方式向接收终端20发送所计算的长度信息，该输出单元13例如为蓝牙模块、WIFI模块、3G/4G/5G模块等，即，通过蓝牙、WIFI、3G/4G/5G等方式发送长度信息。接收终端20在接收到超低功耗便携度量长度数据的装置10所发送的长度信息时，通过图形、动画和声音中的一种或多种方式输出所接收的长度信息，该接收终端20可包括显示模块和/或扬声器。具体实施时，终端可以是手机、平板或电脑，收到长度信息，利用内部的功能模块产生于被测量物类似的动画，测量树高就显示一棵树及树的垂直距离，并且可以根据实际测量位置调整测量的位置，如测量的是树木的顶尖到地面或是其中一条丫枝到地面都可以调整测量位置实现直观显示；如测量小孩的头围，而且头围测试器安装在帽子上，就生成一个虚拟的帽子，并且显示头围的尺寸，得到直观的显示，并且在另外一幅图中有一个数据表显示在一时间轴上的尺寸的变化，或日期时间对应的尺寸折线图，还可以打开语音开关直接报出目前的尺寸值，如果设定报警尺寸，还能够在尺寸到达时以语音、铃声、短信等方式报警。

本发明实施例的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例的装置中的模块或单元或子单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。