一种用于可转动的穿戴设备的自动计量系统以及方法与流程

本发明涉及智能穿戴设备领域，尤其涉及一种用于可转动的穿戴设备的自动计量系统以及方法。

背景技术：

珠串作为一种从古到今比较常见的佩戴首饰，非常受欢迎，但现如今的珠串功能单一，大部分只用做装饰品。同时珠串带有一些宗教色彩，比如佛教信众通常通过拨动珠串上的珠子(佛珠)来念经。但是，佛教信众念经拨珠时并不清楚珠串佛珠的拨动个数和拨动圈数，无法方便地统计每天念经的次数，限制了其作用的发挥。

现有的佛珠计数和计圈采用人工手动计数的方式，每转动一圈或完成一个计数动作，在之前的历史数据上加一，然后用心记忆或者借助辅助设备记录新的数据。这种计数和计圈的方法需要人主动参与，不够智能；容易出现总数统计上的偏差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于可转动的穿戴设备的自动计量系统以及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于可转动的穿戴设备的自动计量系统，用于对穿戴设备进行计圈和计数，系统包括：

采集模块，用于在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据；

存储模块，用于存储历史数据、运算中间数据以及计圈和计数结果；

计量模块，用于根据实时测量数据和历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，并计算得到计圈和计数的结果。

在本发明所述的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统中，所述计量模块包括：

周期信号提取装置，对实时测量数据做周期性检测，提取周期信号；

特征信息提取装置，用于从提取的周期信号中提取设定的特征信息，特征信息为均值、方差、幅度、角度中的一种或者任意种的组合；

特征信息匹配装置，用于将提取的特征信息和从存储模块中预先提取的转圈或者计数的特征信息进行匹配，并判断匹配结果是否超过门限；

计圈和计数装置，用于在判断匹配结果是否超过门限时，计数或者计圈增加。

在本发明所述的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统中，所述计量模块还包括滤波装置，用于基于存储模块中的历史数据，对实时测量数据进行滤波处理，将超过偏差容许度的数据筛除后送往周期信号提取装置进行处理。

在本发明所述的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统中，转圈和计数的特征信息分别通过有监督的学习或者无监督的学习获取，所述门限为预设的固定门限或者动态调整的自适应门限。

在本发明所述的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统中，所述穿戴设备是由多个珠子串成的珠串，所述计量模块内置于一个珠子内或分散在多个珠子内。

本发明还公开了一种用于可转动的穿戴设备的自动计量方法，用于对穿戴设备进行计圈和计数，方法包括：

在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据；

根据实时测量数据和存储的历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，计算得到计圈和计数的结果并存储。

在本发明所述的用于穿戴设备的自动计量方法中，所述的计算得到计圈和计数的结果包括：

对实时测量数据做周期性检测，提取周期信号；

从提取的周期信号中提取设定的特征信息，特征信息为均值、方差、幅度、角度中的一种或者任意种的组合；

将提取的特征信息和从存储模块中预先提取的转圈或者计数的特征信息进行匹配，并判断匹配结果是否超过门限；

在判断匹配结果是否超过门限时，计数或者计圈增加。

在本发明所述的用于穿戴设备的自动计量方法中，在提取周期信号之前还包括：基于存储的历史数据，对实时测量数据进行滤波处理，将超过偏差容许度的数据筛除。

在本发明所述的用于穿戴设备的自动计量方法中，转圈和计数的特征信息分别通过有监督的学习或者无监督的学习获取，所述门限为预设的固定门限或者动态调整的自适应门限。

在本发明所述的用于穿戴设备的自动计量方法中，自适应门限的动态调整过程为：若判断出现多次计圈或计数的漏检测，则降低门限，若判断出现多次计圈或计数的误判，则提高检测门限。

实施本发明的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统，具有以下有益效果：本发明在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据，根据实时测量数据和历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，并计算得到计圈和计数的结果，可以避免额外的人工操作，可智能计圈计数，而且准确性高，能够提升用户体验。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明提供的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统的较佳实施例的结构框图；

图2是本发明提供的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统的另一较佳实施例的结构框图；

图3是本发明提供的用于可转动的穿戴设备的自动计量方法的较佳实施例的流程图；

图4是本发明提供的用于可转动的穿戴设备的自动计量方法的另一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参考图1是本发明提供的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统的第一实施例的结构框图。

本发明的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统，用于对穿戴设备进行计圈和计数，系统包括：

采集模块，用于在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据；例如，采集模块可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器、磁场传感器等姿态传感器中的任意一种或任意种的组合，用于采集转动加速度、转动方位、磁场信号等转动传感信息。更进一步的，采集模块还可以包括触摸传感器、压力传感器等力量传感器的任意一种或任意种的组合，用于采集触摸按压信息等转动传感信息。当然，采集模块可以包括以上所述的姿态传感器、力量传感器中的任意一种或任意种的组合。

存储模块，用于存储历史数据、运算中间数据以及计圈和计数结果；存储模块包括但不限于以下的任意一种或者任意种的组合：闪存、磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

计量模块，用于根据实时测量数据和历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，并计算得到计圈和计数的结果。

穿戴设备可以是珠串、佩珠、持珠、挂珠、佛珠、手环、手镯、手表或类似的设备，穿戴设备的构成部件可以是珠子、扣子、锥子、柱子或类似的部件。一个具体的例子中，所述穿戴设备是由多个珠子串成的珠串，所述计量模块内置于一个珠子内或分散在多个珠子内。具体的，所述计量模块包括：

周期信号提取装置，对实时测量数据做周期性检测，提取周期信号，具体的方法包括但不限于傅里叶变换、小波变换、自相关运算等等；

特征信息提取装置，用于从提取的周期信号中提取设定的特征信息，特征信息为均值、方差、幅度、角度中的一种或者任意种的组合；

特征信息匹配装置，用于将提取的特征信息和从存储模块中预先提取的转圈或者计数的特征信息进行匹配，并判断匹配结果是否超过门限；其中，匹配的方法包括但不限于互相关系数计算、动态时间规整等。

需要注意的是，计圈和计数的特征信息是不同的。较佳实施例中，转圈和计数的特征信息分别通过有监督的学习或者无监督的学习获取。其中，所述有监督的学习包括：预先离线采集计数/计圈的数据，提取特征信息进行训练并找到最有效的特征信息存储到存储模块的样本库中作为在线计数/计圈判断时的计数/计圈的特征信息；其中，无监督的学习包括：直接利用在线的实时测量数据进行学习判断并提取有效的特征信息进行反馈改进之前的计数/计圈的特征信息。

计圈和计数装置，用于在判断匹配结果是否超过门限时，计数或者计圈增加。其中，所述门限为预设的固定门限或者动态调整的自适应门限。自适应门限的动态调整过程为：若判断出现多次计圈或计数的漏检测，则降低门限，若判断出现多次计圈或计数的误判，则提高检测门限。

优选的，为了提高计量的准确率，较佳实施例中，所述计量模块还包括滤波装置，用于基于存储模块中的历史数据，对实时测量数据进行滤波处理，将超过偏差容许度的数据筛除后送往周期信号提取装置进行处理。滤波方法包括但不限于低通滤波、卡尔曼滤波、平滑滤波、粒子滤波等等。

本发明在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据，根据实时测量数据和历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，并计算得到计圈和计数的结果，可以避免额外的人工操作，可智能计圈计数，而且准确性高，能够提升用户体验。

下面介绍本发明的另一较佳实施例。

参考图2，另一较佳实施例中，所述系统还包括：显示装置、通信装置、输入/输出接口、电源管理模块和电池模块，为对各个模块和装置进行协调，所述计量模块还包括一个主处理装置。

显示装置，用于实时显示计圈计数的结果。还可以在计圈计数之前，设定任务，计量模块可以根据实时的计圈和计数的结果和设定的任务计算任务进度，并发往显示装置显示。显示方式可以包括显示屏显示、LED灯显示、震动、声音、发送至社交网络共享等方式。如果以发送至社交网络共享的方式呈现计圈计数的结果，还可以将相关的日期、时间等信息与计圈计数的结果相关联。

通信装置的通信方式包含但不限于以下几种技术中的一种或多种组合：蓝牙、Wi-Fi(无线保真)、ZigBee(紫蜂)、Z-wave、RFID(射频识别)、NFC(近场通信)、LoRa(远程)、声波、超声波、光通信等。

输入输出接口，用于响应穿戴设备上的按键、重启等信息，还用于通过数据线将数据上传至其他终端。

电源管理模块，用于电压转换、系统的上电下电时序和整个系统的电力分配，同时为可充电电池充电，其充电方式可为有线充电，也可为无线充电。

电池模块，用于给整个设备提供电力支持，包含但不限于锂电池、纽扣电池、干电池、纸电池、燃料电池、生物质电池、超级电容等。

相应的，本发明还公开了一种用于可转动的穿戴设备的自动计量方法，用于对穿戴设备进行计圈和计数，参考图3，方法包括：

S1、在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据；例如，通过采集模块获取实时测量数据，采集模块可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器、磁场传感器等姿态传感器中的任意一种或任意种的组合，以采集转动加速度、转动方位、磁场信号等转动传感信息。更进一步的，采集模块还可以包括触摸传感器、压力传感器等力量传感器的任意一种或任意种的组合，以采集触摸按压信息等转动传感信息。当然，采集模块可以包括以上所述的姿态传感器、力量传感器中的任意一种或任意种的组合。

S2、根据实时测量数据和存储模块中存储的历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，计算得到计圈和计数的结果并存储。

较佳实施例中，计量的程序通过计量模块完成，所述穿戴设备是由多个珠子串成的珠串，计量模块内置于一个珠子内或分散在多个珠子内。历史数据、运算中间数据以及计圈和计数结果均存储在存储模块中，存储模块包括但不限于以下的任意一种或者任意种的组合：闪存、磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

参考图4，在另一较佳实施例中，步骤S2具体包括：

S21、对实时测量数据做周期性检测，提取周期信号，具体的方法包括但不限于傅里叶变换、小波变换、自相关运算等等；

S22、从提取的周期信号中提取设定的特征信息，特征信息为均值、方差、幅度、角度中的一种或者任意种的组合；

S23、将提取的特征信息和从存储模块中预先提取的转圈或者计数的特征信息进行匹配，并判断匹配结果是否超过门限；其中，匹配的方法包括但不限于互相关系数计算、动态时间规整等。

需要注意的是，计圈和计数的特征信息是不同的。较佳实施例中，转圈和计数的特征信息分别通过有监督的学习或者无监督的学习获取。其中，所述有监督的学习包括：预先离线采集计数/计圈的数据，提取特征信息进行训练并找到最有效的特征信息存储到样本库中作为在线计数/计圈判断时的计数/计圈的特征信息；其中，无监督的学习包括：直接利用在线的实时测量数据进行学习判断并提取有效的特征信息进行反馈改进之前的计数/计圈的特征信息。

S24、在判断匹配结果是否超过门限时，计数或者计圈增加。其中，所述门限为预设的固定门限或者动态调整的自适应门限。自适应门限的动态调整过程为：若判断出现多次计圈或计数的漏检测，则降低门限，若判断出现多次计圈或计数的误判，则提高检测门限。

优选的，为了提高计量的准确率，较佳实施例中，在提取周期信号之前还包括步骤S20：基于存储的历史数据，对实时测量数据进行滤波处理，将超过偏差容许度的数据筛除。滤波方法包括但不限于低通滤波、卡尔曼滤波、平滑滤波、粒子滤波等等。

进一步优选的，可以及时将计圈计数的数据实时更新显示，因此，较佳实施例中，步骤S2中还包括：显示计圈计数的结果。还可以在计圈计数之前，设定任务，步骤S2中还可以根据实时的计圈和计数的结果和设定的任务计算并显示任务进度。显示方式可以包括显示屏显示、LED灯显示、震动、声音、发送至社交网络共享等方式。如果以发送至社交网络共享的方式呈现计圈计数的结果，还可以将相关的日期、时间等信息与计圈计数的结果相关联。

更进一步优选地，在启动步骤S1之前还包括步骤S0：检测所述穿戴设备是否已注册；当确定所述穿戴设备未注册时，对所述穿戴设备进行注册；在确定所述穿戴设备注册时才执行步骤S1。具体地，可以通过移动终端上安装的APP进行注册。优选地，该计数方法还包括：按照时间关系将计圈计数的结果存储至云服务器中。穿戴设备完成注册后，能独立于移动终端单独运行，其所计算到的计圈计数的结果按照时间关系存储到云服务器中，以供用户随时登陆查看。

综上所述，实施本发明的用于可转动的穿戴设备的自动计量系统，具有以下有益效果：本发明在线获取与穿戴设备转动状态相关的实时测量数据，根据实时测量数据和历史数据判断是否有计数或者计圈的情况发生，并计算得到计圈和计数的结果，可以避免额外的人工操作，可智能计圈计数，而且准确性高，能够提升用户体验。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。