本實用新型涉及可穿戴智能設備領(lǐng)域，尤其涉及一種可穿戴設備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在人們的工作生活中，手機、電腦、平板的使用頻率日漸增高，許多人成為“低頭族”。而長期低頭對頸椎會產(chǎn)生巨大壓力，阻礙頸椎管血流暢通，導致頸椎管狹窄等頸椎疾病。

目前，針對頸椎健康的頭部方位檢測系統(tǒng)目前還未見，頸椎病目前已經(jīng)呈高發(fā)態(tài)勢，是都市上班族的通病，而智能手機的普及更加劇了這一趨勢。發(fā)展出針對頸椎健康的監(jiān)測功能是智能可穿戴設備的重要方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本實用新型提供了一種可穿戴設備，以解決上述問題或者至少部分地解決上述問題。

依據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種可穿戴設備，可穿戴設備被佩戴時位于用戶的頭部，包括微處理器和用于當用戶佩戴可穿戴設備后實時監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)的慣性傳感器；

微處理器與慣性傳感器連接，對來自慣性傳感器的運動數(shù)據(jù)進行處理。

可選地，可穿戴設備為智能眼鏡；智能眼鏡包括眼鏡框和與眼鏡框可拆卸式連接的眼鏡腿，慣性傳感器、微處理器設置在眼鏡腿中。

可選地，慣性傳感器包括：用于監(jiān)測用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度的加速度計；

微處理器與加速度計連接，對加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)進行處理；

其中，x軸、y軸和z軸構(gòu)成用戶頭部的本體坐標系，該本體坐標系隨用戶頭部運動而變化，以用戶頭部中心為坐標原點，以用戶視線向前的方向為x軸正方向，以指向用戶頭頂中心的方向為z軸正方向，y軸與x軸、z軸構(gòu) 成右手坐標系。

可選地，慣性傳感器還包括：用于監(jiān)測用戶頭部關(guān)于x軸方向、y軸方向和z軸方向的旋轉(zhuǎn)角速度的陀螺儀；

微處理器與陀螺儀連接，對加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)和陀螺儀監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)角速度數(shù)據(jù)進行處理。

可選地，智能眼鏡的眼鏡腿中還設置有用于監(jiān)測環(huán)境紫外線強度的紫外線傳感器；

微處理器與紫外線傳感器連接，對紫外線傳感器監(jiān)測到的紫外線強度數(shù)據(jù)進行處理。

可選地，智能眼鏡的眼鏡腿中還設置有線性馬達；

微處理器與線性馬達連接，控制線性馬達的振動。

可選地，智能眼鏡的眼鏡腿中還設置有用于建立智能眼鏡與其他智能終端之間的藍牙連接的藍牙通信模塊；

微處理器與藍牙通信模塊連接，通過藍牙通信模塊與其他智能終端進行通信。

可選地，智能眼鏡的眼鏡腿中還設置有用于監(jiān)測環(huán)境氣壓和/或智能眼鏡的高度的氣壓計；

微處理器與氣壓計連接，對氣壓計監(jiān)測的環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)和/或高度數(shù)據(jù)進行處理；

和/或，

微處理器與氣壓計連接，對氣壓計監(jiān)測的高度數(shù)據(jù)和慣性傳感器監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)進行處理。

可選地，智能眼鏡的眼鏡腿上設置有連接部件，眼鏡腿與眼鏡框通過該連接部件進行可拆卸式連接，該連接部件為標準部件，適配于多種眼鏡框。

可選地，慣性傳感器還包括：用于指示基準方位的地磁傳感器；

微處理器與地磁傳感器連接，對加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)、陀螺儀監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)角速度數(shù)據(jù)、以及地磁傳感器指示的基準方位信息進行處理。

由上述可知，本實用新型提供的技術(shù)方案通過佩戴在用戶頭部的可穿戴設備監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)可以確定用戶頭部姿態(tài)，并在用戶頭部姿態(tài)不正確時向用戶發(fā)出提醒；依據(jù)本方案，可穿戴設備位于用戶頭部，設置于可穿戴設備中的慣性傳感器與用戶頭部能夠保持相對靜止，可以更加準確、高效地監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，微處理器通過對運動數(shù)據(jù)的處理能夠獲得更加可信的用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過對可信的用戶頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)了對用戶頭部姿態(tài)的有效監(jiān)測。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的一種可穿戴設備的示意圖；

圖2A示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的橫滾轉(zhuǎn)動而變化的示意圖；

圖2B示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的俯仰轉(zhuǎn)動而變化的示意圖；

圖2C示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的方位轉(zhuǎn)動而變化的示意圖；

圖3示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶在不同低頭角度時頸椎的負重示意圖；

圖4示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的智能眼鏡的眼鏡腿的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

圖1示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的一種可穿戴設備的示意圖，該可穿戴設備被佩戴時位于用戶的頭部，如圖1所示，該可穿戴設備100包括：慣性傳感器110和微處理器120。

慣性傳感器110用于當用戶佩戴可穿戴設備后實時監(jiān)測用戶頭部的運動 數(shù)據(jù)的慣性傳感器；微處理器120與慣性傳感器110連接，對來自慣性傳感器110的運動數(shù)據(jù)進行處理。

可見，圖1所示的可穿戴設備通過佩戴在用戶頭部的可穿戴設備中的慣性傳感器監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，微處理器根據(jù)監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)可以確定用戶頭部姿態(tài)，并在用戶頭部姿態(tài)不正確時向用戶發(fā)出提醒；依據(jù)本方案，可穿戴設備位于用戶頭部，設置于可穿戴設備中的慣性傳感器與用戶頭部能夠保持相對靜止，可以更加準確、高效地監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，微處理器通過對運動數(shù)據(jù)的處理能夠獲得更加可信的用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過對可信的用戶頭部姿態(tài)數(shù)據(jù)的分析實現(xiàn)了對用戶頭部姿態(tài)的有效監(jiān)測。

在本實用新型的一個實施例中，可穿戴設備100為智能眼鏡；該智能眼鏡包括眼鏡框和與所述眼鏡框可拆卸式連接的眼鏡腿，慣性傳感器110、微處理器120設置在眼鏡腿中。當用戶佩戴智能眼鏡時，眼鏡腿與用戶頭部相對靜止，即設置在眼鏡腿中的慣性傳感器110隨用戶頭部的運動而運動，慣性傳感器110監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，微處理器120中對慣性傳感器110監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)進行處理，具體地，微處理器120中預存姿態(tài)解算算法和預設策略，可以對運動數(shù)據(jù)進行姿態(tài)解算得到用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)預設策略和姿態(tài)數(shù)據(jù)確定用戶頭部姿態(tài)是否正確，在用戶頭部姿態(tài)不正確時控制揚聲器、振動馬達等部件對用戶加以提醒，使得用戶注意頸椎健康。

設置于眼鏡腿中的慣性傳感器110與用戶頭部保持相對靜止，因此具有與用戶頭部一致的本體坐標系，本實施例中，x軸、y軸和z軸構(gòu)成用戶頭部的本體坐標系，該本體坐標系隨用戶頭部運動而變化，以用戶頭部中心為坐標原點，以用戶視線向前的方向為x軸正方向，以指向用戶頭頂中心的方向為z軸正方向，y軸與x軸、z軸構(gòu)成右手坐標系。該本體坐標系的變化對應于用戶頭部姿態(tài)的變化，圖2A示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的橫滾轉(zhuǎn)動而變化的示意圖，如圖2A所示，當用戶頭部發(fā)生左右方向的橫滾轉(zhuǎn)動時，本體坐標系繞x軸旋轉(zhuǎn)一定角度，該旋轉(zhuǎn)角度即為用戶頭部的橫滾角，即本體坐標系隨用戶頭部的運動發(fā)生變化， 變化前后的z軸與z’軸的夾角等于該橫滾角，變化前后的y軸與y’軸的夾角等于該橫滾角；圖2B示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的俯仰轉(zhuǎn)動而變化的示意圖，如圖2B所示，當用戶頭部發(fā)生前后方向的俯仰轉(zhuǎn)動時，本體坐標系繞y軸旋轉(zhuǎn)一定角度，該旋轉(zhuǎn)角度即為用戶頭部的俯仰角，即本體坐標系隨用戶頭部的運動發(fā)生變化，變化前后的z軸與z’軸的夾角等于該俯仰角，變化前后的x軸與x’軸的夾角等于該俯仰角；圖2C示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶頭部的本體坐標系隨用戶頭部的方位轉(zhuǎn)動而變化的示意圖，如圖2C所示，當用戶頭部發(fā)生方位轉(zhuǎn)動時，本體坐標系繞z軸旋轉(zhuǎn)一定角度，該旋轉(zhuǎn)角度即為用戶頭部的方位角，即本體坐標系隨用戶頭部的運動發(fā)生變化，變化前后的x軸與x’軸的夾角等于該方位角，變化前后的y軸與y’軸的夾角等于該方位角。可見，微處理器120對慣性傳感器110監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)的處理能夠得到。

其中，圖2C所示的方位角與用戶身體的運動狀態(tài)有關(guān)，在圖2C所示的場景中z軸方向平行于重力矢量方向，可以看做本體坐標系是繞重力矢量方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，即以大地坐標系為參照系，因此用戶頭部的方位角可能是用戶在正視前方的時候處于的任何一個角度；想要對用戶頭部的方位角進行測量需要獲知用戶身體的運動狀態(tài)，而僅通過與用戶頭部相對靜止的慣性傳感器監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)只能獲得用戶頭部的姿態(tài)信息卻無法得到用戶身體的運動狀態(tài)信息，由此在微處理器120通過對本方案提供的智能眼鏡的眼鏡腿中的慣性傳感器110監(jiān)控的運動數(shù)據(jù)進行處理得到方位角的過程中很容易產(chǎn)生干擾，可能導致用戶的姿勢正確而微處理器120對來自慣性傳感器110的運動數(shù)據(jù)進行處理卻反饋回姿態(tài)不正確的信息，產(chǎn)生錯誤報警，影響智能眼鏡的使用體驗，例如，在監(jiān)測到方位角時無法判斷是因為用戶身體轉(zhuǎn)動而導致產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)還是因為用戶身體未轉(zhuǎn)動但用戶頭部轉(zhuǎn)動而導致產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)；而與方位角不同，用戶在活動時大多數(shù)時間內(nèi)軀干處于垂直于地面的形態(tài)，用戶身體的轉(zhuǎn)動是繞重力矢量方向的轉(zhuǎn)動，如圖2A-2B所示的用戶頭部的橫滾角和俯仰角的監(jiān)控數(shù)據(jù)是由于用戶頭部繞垂直于重力矢量方向的x軸 和y軸轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的，即用戶身體的轉(zhuǎn)動不會導致產(chǎn)生橫滾角和俯仰角的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可知在大多數(shù)場景中用戶頭部的橫滾角和俯仰角只與用戶頭部的運動狀態(tài)相關(guān)而不受用戶身體的運動狀態(tài)所影響，與用戶頭部相對靜止的慣性傳感器110監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器120處理后能夠正確反饋用戶頭部的橫滾運動和俯仰運動，因此橫滾角和俯仰角能夠反饋正確的用戶頭部姿態(tài)；因此，本實用新型提供的技術(shù)方案僅關(guān)注的用戶頭部的橫滾角和俯仰角，以更為精確地反映用戶頭部的姿態(tài)。

在一個具體的實施例中，設置于智能眼鏡的眼鏡腿中的慣性傳感器110包括：用于監(jiān)測用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度的加速度計；微處理器120與加速度計連接，對加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)進行處理，具體處理過程包括：對用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度進行姿態(tài)解算，得到用戶頭部的俯仰角和橫滾角，將得到的用戶頭部的俯仰角和橫滾角作為用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

具體地，微處理器120對加速度計所監(jiān)測到的用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度進行姿態(tài)解算得到用戶頭部的俯仰角和橫滾角的原理是：眾所周知地，加速度計的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)能夠以重力加速度的方向為基準，例如，用戶正視前方的狀態(tài)為初始態(tài)，此時，z軸方向與重力矢量方向相反，x軸和y軸方向均垂直于重力矢量方向，則加速度計監(jiān)測得到用戶頭部在z軸方向上的加速度大小等于重力加速度，且在x軸和y軸方向上的加速度均為0；當用戶頭部發(fā)生如圖2A所示的運動時，z軸方向發(fā)生變化，y軸方向發(fā)生變化，x軸方向未變依然垂直于重力矢量方向，則加速度計監(jiān)測得到的用戶頭部在x軸方向上的加速度為0，在z軸方向上的加速度與在y軸方向上的加速度所合成的總加速度的大小等于重力加速度、方向與重力加速度的方向相反，微處理器120在處理過程中，假設橫滾角為θ，即此時用戶頭部在z軸方向上的加速度a_z和在y軸方向上的加速度a_y滿足：a_z·cosθ-a_y·sinθ＝g，a_z·sinθ+a_y·cosθ＝0，其中g(shù)為重力加速度常量，則可以計算出用戶頭部的橫滾角，同理，在用戶頭部發(fā)生俯仰運動時也可以根據(jù)加速 度計所監(jiān)測到的加速度計算出用戶頭部的俯仰角，同理，在用戶頭部發(fā)生其它形式的運動時微處理器120均可以根據(jù)加速度計所監(jiān)測到的加速度計算出用戶頭部橫滾角和俯仰角。

可以看出，上述實施例中微處理器120對慣性傳感器監(jiān)測的用戶頭部的運動數(shù)據(jù)進行姿態(tài)解算得到用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)的方案的實質(zhì)是根據(jù)加速度計監(jiān)測的用戶頭部的加速度數(shù)據(jù)來獲知用戶頭部的本體坐標系相對于大地坐標系的旋轉(zhuǎn)變換，再根據(jù)本體坐標系的旋轉(zhuǎn)變換確定用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，上述實施例通過歐拉角法來表示用戶頭部的本體坐標系的旋轉(zhuǎn)變換，在其它實施例中可以通過余弦矩陣、四元數(shù)法等姿態(tài)解算方式來表示用戶頭部的本體坐標系的旋轉(zhuǎn)變換。

在另一個具體的實施例中，設置于智能眼鏡的眼鏡腿中的慣性傳感器110包括：用于監(jiān)測用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度的加速度計和用于監(jiān)測用戶頭部關(guān)于x軸方向、y軸方向和z軸方向的旋轉(zhuǎn)角速度的陀螺儀；微處理器120與陀螺儀連接，對加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)和陀螺儀監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)角速度數(shù)據(jù)進行處理，具體處理過程包括：對用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度以及用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的旋轉(zhuǎn)角速度進行姿態(tài)解算，得到用戶頭部的俯仰角和橫滾角，將得到的用戶頭部的俯仰角和橫滾角作為用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

具體地，微處理器120對用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度以及用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的旋轉(zhuǎn)角速度進行姿態(tài)解算，得到用戶頭部的俯仰角和橫滾角的原理是：如前文所述，加速度計的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)能夠以重力加速度的方向為基準，即通過加速度計監(jiān)測的用戶頭部在x軸方向、y軸方向和z軸方向的加速度能夠獲知重力矢量方向與用戶頭部的本體坐標系的位置關(guān)系，而陀螺儀只能監(jiān)測用戶頭部繞本體坐標系的三個軸進行轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)角速度但不能獲知基準方向，進而無法判斷用戶頭部的準確姿態(tài)，為此，由于加速度計的原理是指示除重力加速度之外的加速度，因此可以獲知重力加速度的方向，則可以將陀螺儀與加速度計結(jié)合， 以根據(jù)加速度計的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)獲知的重力矢量方向作為基準方向，確定本體坐標系與重力矢量方向的相對位置關(guān)系，即得到本體坐標系相對于重力矢量方向的變換關(guān)系；再通過對陀螺儀監(jiān)測得到的關(guān)于本體坐標系的x軸、y軸和z軸的旋轉(zhuǎn)角速度分別進行積分，分別得到本體坐標系關(guān)于x軸、y軸和z軸的旋轉(zhuǎn)角度，即得到本體坐標系自身的變換關(guān)系；在得到本體坐標系自身的變換關(guān)系和本體坐標系相對于重力矢量方向的變換關(guān)系后，通過姿態(tài)解算算法進行角度換算，得到用戶頭部的俯仰角和橫滾角。通常情況下，單獨通過加速度計監(jiān)測運動數(shù)據(jù)的方案相比于通過加速度計與陀螺儀結(jié)合監(jiān)測運動數(shù)據(jù)的方案更適用于用戶頭部運動較慢的情景，其原因是：加速度計對運動太過敏感，在運動較快的場景下加速度計更容易產(chǎn)生干擾，將對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生影響；而將加速度計與陀螺儀結(jié)合僅僅利用加速度提供重力矢量基準方向的特性，對監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響較小。

可以看出，上述實施例中微處理器120對慣性傳感器110監(jiān)測的用戶頭部的運動數(shù)據(jù)進行姿態(tài)解算得到用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)的方案的實質(zhì)是：根據(jù)加速度計監(jiān)測的用戶頭部的加速度數(shù)據(jù)來確定基準方向，再根據(jù)該基準方向以及陀螺儀監(jiān)測的用戶頭部的旋轉(zhuǎn)角速度數(shù)據(jù)獲知用戶頭部的本體坐標系相對于大地坐標系的旋轉(zhuǎn)變換，然后再根據(jù)本體坐標系的旋轉(zhuǎn)變換確定用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，在本實用新型的實施例中，可以通過歐拉角法、余弦矩陣、四元數(shù)法等姿態(tài)解算方式來表示用戶頭部的本體坐標系的旋轉(zhuǎn)變換。

在上述微處理器120得到用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)之后，還可以進一步根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)以及微處理器120中預存的預設策略來確定用戶頭部姿態(tài)是否為正確姿態(tài)，通常認為，當用戶頭部長時間處于低頭狀態(tài)或傾斜狀態(tài)時對頸椎的傷害比較大，圖3示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用戶在不同低頭角度時頸椎的負重示意圖，從圖3中可以看出，當?shù)皖^角度達到60°時，頸椎的負重達到了直立時的5倍多，給頸椎造成了極大的負荷，此外，長時間低頭或傾斜頭部還會導致頸椎外側(cè)長期處于張開狀態(tài)，導致骨質(zhì)增生等疾病，嚴重危害頸椎健康。面對這樣的現(xiàn)狀，微處理器120根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)以及預設策 略來確定用戶頭部姿態(tài)是否為正確姿態(tài)的方案包括：

方案一，預設平衡閾值范圍；根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)計算表示用戶頭部運動的平衡程度的平衡數(shù)值；判斷該平衡數(shù)值是否超過平衡閾值范圍，是則，確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)。

前文中微處理器120得到的用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)為用戶頭部的橫滾角和俯仰角，通常情況下，用戶頭部的橫滾角和俯仰角的范圍不會超過[-π/2,π/2]，可以通過對這個范圍內(nèi)的橫滾角和俯仰角進行數(shù)據(jù)融合處理，融合處理得到標識用戶頭部運動的平衡程度的平衡數(shù)值。上述方案一具體為，微處理器120預設第一平衡閾值范圍，對于每個預設時間周期，將該預設時間周期內(nèi)的各個單位時間對應的用戶頭部的俯仰角進行累加，將累加得到的數(shù)值作為該預設時間周期內(nèi)的俯仰角對應的平衡數(shù)值；判斷該俯仰角對應的平衡數(shù)值是否超過第一平衡閾值范圍，是則，確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)；和/或，預設第二平衡閾值范圍，對于每個預設時間周期，將該預設時間周期內(nèi)的各個單位時間對應的用戶頭部的橫滾角進行累加，將累加得到的數(shù)值作為該預設時間周期內(nèi)的橫滾角對應的平衡數(shù)值；判斷該橫滾角對應的平衡數(shù)值是否超過第二平衡閾值范圍，是則，確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)。

例如，設定用戶頭部向左傾斜時橫滾角為負，向右傾斜時橫滾角為正，微處理器120對于每個預設時間周期t，通過對該t時間范圍內(nèi)用戶頭部的橫滾角進行累加能夠得到該t時間內(nèi)橫滾角對應的平衡數(shù)值，該平衡數(shù)值反映用戶頭部運動的平衡程度；由于用戶頭部向左傾斜和向右傾斜體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中是正負相反的橫滾角，因此通過累加后得到的平衡數(shù)值越小則代表用戶頭部運動的平衡程度越高，相反平衡數(shù)值越大則代表用戶頭部運動的平衡程度越低，說明用戶頭部長時間向一個方向傾斜，不利于頸椎健康，如果該平衡數(shù)值超過第一平衡閾值范圍則確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)，向用戶發(fā)出提醒。同樣地，微處理器120設定用戶低頭時的俯仰角為負，抬頭時的俯仰角為正，對于每個預設時間周期t，通過對該t時間范圍內(nèi)用戶頭部的俯仰角進行累加能夠得到該t時間內(nèi)俯仰角對應的平衡數(shù)值，該平衡數(shù)值反映用戶頭 部運動的平衡程度；由于用戶低頭和抬頭體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中是正負相反的俯仰角，因此通過累加后得到的平衡數(shù)值越小則代表用戶頭部運動的平衡程度越高，相反平衡數(shù)值越大則代表用戶頭部運動的平衡程度越低，說明用戶頭部長時間低頭或仰頭，不利于頸椎健康，如果該平衡數(shù)值超過第二平衡閾值范圍則確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)，向用戶發(fā)出提醒。如在t時間內(nèi)用戶頭部先向左傾斜一個較大的角度再向右傾斜一個較大的角度，計算出的橫滾角對應的平衡數(shù)值接近于0，則認為用戶頭部進行了對稱的動作，則用戶的頸椎的受力處于相對平衡的狀態(tài)。在用戶頭部既發(fā)生橫滾運動又發(fā)生俯仰運動的情況下，可以將用戶頭部的運動角度分解為橫滾角和俯仰角，再依據(jù)上述方法分別對橫滾角和俯仰角對應的平衡數(shù)值進行計算，以確定用戶頭部姿態(tài)是否正確。

方案二，預設姿態(tài)數(shù)據(jù)閾值范圍；判斷姿態(tài)數(shù)據(jù)是否超過所述姿態(tài)數(shù)據(jù)閾值范圍，是則，確定用戶頭部姿態(tài)不適當；如果用戶頭部姿態(tài)不適當維持超過預設時間范圍，確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)。

上述方案二以微處理器120中預設的姿態(tài)數(shù)據(jù)閾值范圍來表征用戶頭部姿態(tài)處于不利于頸椎健康的狀態(tài)的臨界區(qū)域，當姿態(tài)數(shù)據(jù)超過該姿態(tài)數(shù)據(jù)閾值范圍時，確定用戶頭部姿態(tài)處于不利于頸椎健康的狀態(tài)，即用戶頭部姿態(tài)不適當，當用戶頭部姿態(tài)不適當?shù)臓顟B(tài)維持超過預設時間范圍，確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)。

比較上述方案一和方案二，方案一實質(zhì)上對用戶頭部姿態(tài)進行動態(tài)的累加計算，以用戶頭部姿態(tài)在一個時間段內(nèi)綜合變化結(jié)果作為衡量用戶頭部姿態(tài)是否正確的標準，而方案二實質(zhì)上對用戶頭部姿態(tài)中的不適當姿態(tài)進行監(jiān)控，以不適當姿態(tài)維持超過一定時間作為衡量用戶頭部姿態(tài)是否正確的標準；對于目前大部分用戶來說，在工作和學習過程中用戶頭部的姿勢本身沒有問題，卻因為保持固定姿勢太久而對頸椎用戶的頸椎造成危害，上述方案二無法對此種情況進行監(jiān)測提醒。針對方案二，由于其是以不適當姿態(tài)維持超過一定時間作為衡量標準，會出現(xiàn)誤判的情形，如用戶頭部向左傾斜T₁時間， 然后又向右傾斜T₂時間，而向左、向右傾斜均屬于不適當姿態(tài)，當T₁與T₂時間總和大于預設時間范圍，則會確定用戶頭部姿態(tài)不正確。通過方案一的平衡判定標準，綜合考慮一個時間段內(nèi)用戶頭部的變化情況，能避免此種誤判的情形發(fā)生。

日常生活中人們可能會接觸到各種類型的輻射，接觸過度的輻射會對人的健康產(chǎn)生影響。紫外線(UV)輻射是日常生活中最常碰到的一類輻射，包括UV-A，UV-B，UV-C。其中UV-C的屬于超短波紫外線，基本可以被地球大氣層完全吸收，而UV-B和UV-A可透過大氣層直接輻射到地面。一般認為，UV-B是導致皮膚癌的主要誘因之一，UV-A會造成皮膚曬黑，并且對皮膚癌也有一定的影響，還會導致白內(nèi)障、日光視網(wǎng)膜炎及角膜發(fā)育不全等眼科疾病。圖4示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的智能眼鏡的眼鏡腿的示意圖，該智能眼鏡在具有上文中可穿戴設備的用戶頭部姿態(tài)監(jiān)測功能之外還具有環(huán)境紫外線監(jiān)測功能，如圖4所示，眼鏡腿中設置有：慣性傳感器110、微處理器120、紫外線傳感器130、線性馬達140和藍牙通信模塊150。

其中，慣性傳感器110與微處理器120的交互原理上文中已經(jīng)說明。

紫外線傳感器130用于監(jiān)測環(huán)境紫外線強度，微處理器120與紫外線傳感器130連接，對紫外線傳感器130監(jiān)測到的紫外線強度數(shù)據(jù)進行處理。微處理器120與線性馬達140連接，控制線性馬達140的振動。藍牙通信模塊150用于建立智能眼鏡與其他智能終端之間的藍牙連接，微處理器120與藍牙通信模塊150連接，通過所述藍牙通信模塊與所述其他智能終端進行通信。

微處理器120對紫外線傳感器130監(jiān)測到的紫外線強度數(shù)據(jù)進行處理的方案是：微處理器120中預設紫外線輻射閾值，判斷來自紫外線傳感器130的紫外線強度數(shù)據(jù)超過紫外線輻射閾值時，如果是，通過線性馬達140的振動向用戶發(fā)起提醒。

進一步地，圖4所示的智能眼鏡的眼鏡腿上還設置有連接部件160，眼鏡腿與眼鏡框通過該連接部件160進行可拆卸式連接，該連接部件160為標準部件，適配于多種眼鏡框。

前文中在微處理器120確定用戶頭部姿態(tài)為不正確姿態(tài)后可以通過眼鏡腿中的線性馬達140的振動向用戶發(fā)出提醒，也可以通過藍牙通信模塊150連接另一移動終端，向該另一移動終端推送提醒消息；以及，上述微處理器120在環(huán)境紫外線強度數(shù)據(jù)超過紫外線輻射閾值后可以通過眼鏡腿中的線性馬達140的振動向用戶發(fā)出第二提醒，也可以通過藍牙通信模塊150連接另一移動終端，向該另一移動終端推送第二提醒消息。例如，通過藍牙通信模塊150建立智能眼鏡與移動終端(智能手機、智能手表等)之間的藍牙連接，向該移動終端的相應應用推送提醒消息和/或第二提醒消息，提醒用戶注意頸椎健康和避免紫外線輻射，在向移動終端推送第二提醒消息時，通過移動終端的相應應用顯示當前環(huán)境紫外線數(shù)據(jù)(UV數(shù)值信息)。再例如，通過線性馬達140進行提醒時，可以設置不同的振動頻率實現(xiàn)第一提醒和第二提醒的區(qū)別，在此不作限定。

在本實用新型的一個實施例中，還可以利用設置于智能眼鏡中的慣性傳感器110對用戶在走路或跑步過程中的動力學參數(shù)進行監(jiān)測，包括步頻、觸地時間、左右腳觸地平衡、動力學參數(shù)的監(jiān)測對于用戶更好的了解自己的運動效率，糾正跑步姿態(tài)，改善運動效益有明顯的幫助。以及，還可以結(jié)合加速度計和陀螺儀的監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)來判斷用戶是否發(fā)生摔倒事件，例如，當監(jiān)測到智能眼鏡的加速度在預設單位時間內(nèi)的變化超過第一預設閾值范圍，以及監(jiān)測到智能眼鏡的旋轉(zhuǎn)角速度在預設單位時間內(nèi)的變化超過第二預設閾值范圍，確定用戶發(fā)生摔倒事件，此時，可以通過藍牙通信模塊150向智能手機發(fā)送報警信息，該報警信息中包括預先設置的聯(lián)系人電話，可以指示智能手機執(zhí)行撥打該聯(lián)系人電話等操作。其中，上述慣性傳感器110可以采用九軸慣性傳感器，包括三軸加速度計、三軸陀螺儀和用于指示基準方位的三軸地磁傳感器，所述微處理器分別與加速度計、陀螺儀和地磁傳感器連接，對所述加速度計監(jiān)測的加速度數(shù)據(jù)、所述陀螺儀監(jiān)測的旋轉(zhuǎn)角速度數(shù)據(jù)、以及所述地磁傳感器指示的基準方位信息進行處理，地磁傳感器為陀螺儀和加速度計提供方向基準。

在本實用新型的一個實施例中，智能眼鏡的眼鏡腿中還設置有用于監(jiān)測環(huán)境氣壓和/或所述智能眼鏡的高度的氣壓計；微處理器120與氣壓計連接，對氣壓計監(jiān)測的環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)和/或高度數(shù)據(jù)進行處理；和/或，微處理器120與氣壓計連接，對氣壓計監(jiān)測的高度數(shù)據(jù)和所述慣性傳感器監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)進行處理。具體地，微處理器120通過該氣壓計監(jiān)測環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)，當環(huán)境氣壓數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)的變化超過預設閾值時，確定環(huán)境天氣異常，通過線性馬達140或藍牙通信模塊150向用戶發(fā)起第三報警，以提示暴風雨等類似的異常天氣。而且微處理器120還可以通過氣壓計監(jiān)測用戶頭部的高度數(shù)據(jù)，結(jié)合氣壓計監(jiān)測的高度數(shù)據(jù)和慣性傳感器監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)可以判斷用戶坐下、站起或者上下樓梯等涉及到高度變化的動作，可以用來判斷用戶是否久坐，是則提醒用戶注意，也可以用來統(tǒng)計用戶爬樓梯層數(shù)，以進行運動定量統(tǒng)計等。

上述實施例以智能眼鏡為例進行說明，同理，當可穿戴設備為佩戴于用于頭部的其他類型設備時，也同樣適用于上述各實施例。

在本實用新型的一個實施例中，微處理器120在根據(jù)慣性傳感器110監(jiān)測的運動數(shù)據(jù)計算用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)之前，可以先判斷可穿戴設備100是否處于佩戴狀態(tài)，具體方案可以是：微處理器120預設佩戴檢測閾值；通過加速度計實時監(jiān)測可穿戴設備100的加速度，判斷可穿戴設備100的加速度的幅值在預設時間內(nèi)的變化是否超過佩戴檢測閾值，是則確定可穿戴設備100處于佩戴狀態(tài)。具體地，通過加速度計實時監(jiān)測可穿戴設備100在本體坐標系的x軸、y軸和z軸上的加速度ax、a_y和az，根據(jù)可穿戴設備100在本體坐標系的x軸、y軸和z軸上的加速度a_x、a_y和a_z計算加速度幅值a，例如，或者，a＝|a_x|+|a_y|+|a_z|，判斷該加速度幅值a在預設時間內(nèi)的變化是否超過預設的佩戴檢測閾值，是則，說明可穿戴設備在預設時間內(nèi)發(fā)生隨用戶頭部的運動，確定可穿戴設備100處于佩戴狀態(tài)。本實施例中微處理器120在對用戶頭部的姿態(tài)進行監(jiān)測之前先與慣性傳感器110中的加速度計配合判斷用戶是否已經(jīng)佩戴該可穿戴設備100，避免在用戶未佩 戴該可穿戴設備100之前即開始監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)而導致監(jiān)測到無效數(shù)據(jù)，進而避免無效數(shù)據(jù)給后續(xù)確定用戶頭部姿態(tài)的處理過程帶來的干擾。

綜上所述，本實用新型提供的技術(shù)方案通過佩戴在用戶頭部的可穿戴設備監(jiān)測用戶頭部的運動數(shù)據(jù)，對監(jiān)測到的運動數(shù)據(jù)通過姿態(tài)解算得到用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶頭部的姿態(tài)數(shù)據(jù)以及預設策略確定用戶頭部姿態(tài)，并在用戶頭部姿態(tài)不正確時向用戶發(fā)出提醒；依據(jù)本方案，以及進行：1、紫外線監(jiān)測。通過眼鏡腿搭載的紫外線傳感器對環(huán)境中紫外線強度進行實時監(jiān)測，并在紫外線強度過高時對用戶發(fā)出警告。2、頭部位姿監(jiān)測。通過眼鏡腿內(nèi)置的慣性傳感器和氣壓計等，對用戶頭部位姿進行姿態(tài)解算，監(jiān)測用戶的實時頭部姿態(tài)，當用戶的頭部長時間處于傾斜姿態(tài)時對用戶發(fā)出警告。并且，目前的眼鏡類的智能穿戴設備多數(shù)為完整的眼鏡框，或是運動護目鏡一類產(chǎn)品；但在追求個性化的今天，眼鏡作為佩戴面部的產(chǎn)品往往是人們追求個性化的首要目標。本實用新型提出的眼鏡腿與鏡框可拆卸式連接，連接處為標準化配件，可與目前市面上多數(shù)眼鏡相匹配，這樣用戶在無需更換眼鏡的前提下即可使用智能設備帶來的便利。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。