基于PPG的腕上穿戴设备佩戴检测方法与流程

基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法
技术领域
1.本发明涉及智能穿戴技术领域，尤其涉及一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法、装置及腕上穿戴设备。


背景技术：

2.智能腕上穿戴设备如智能手表、手环等，可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况帮助用户进行健康监测、身体管理或分享运动心得等，正掀起一场腕上智能革命。目前，智能腕上穿戴设备一般搭载有多种传感器，如ppg和g-sensor等，尤其对于ppg，灯光的开启与否及其采样率的高低均对设备功耗有较大影响。如某品牌智能手环进入某运动模式，此时ppg的绿光灯及红外灯将持续开启，此场景下该智能手环的续航时长不超过3个小时，但当连续心率检测模式关闭后，该智能手环的续航时长能延长至一周之久。可见，智能腕上穿戴设备的ppg灯光开启时长对功耗大小极其续航时长影响之大，而佩戴检测算法用于检测设备佩戴情况，当检测到设备处于未佩戴状态时，禁用ppg灯光的开启，将能够大大降低设备的无效功耗而大幅提升设备续航能力。
3.但是，现有的佩戴检测算法主要是根据加速度计所统计的活动量来判断设备是否处于未佩戴状态。显然，该类算法将很容易出现关于佩戴状态的未佩戴误检或漏检，如用户已佩戴设备但处于深度睡眠状态时，将出现未佩戴误检，导致设备禁用ppg灯光开启而无法连续检测用户夜间深度睡眠状态下的如心率和hrv等生理信息；而将设备摘下后放进背包中并携带该背包进行正常行走或其他运动时，将出现未佩戴漏检，此时设备未禁用ppg灯光开启，由此致使佩戴检测算法的失效而未能实现设备在未佩戴状态下降低无效能耗的效果。此外，或是通过对ppg红外信号及其简单时域特征进行阈值判断来实现设备未佩戴状态检测，然而，关于佩戴状态的未佩戴误检或漏检问题在如户外强光佩戴运动或室内设备未佩戴侧放等场景下均未有较大的改善。
4.综上所述，现有智能腕上穿戴设备的佩戴检测算法存在可靠性低的技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供如下方案。
6.一方面，本发明提供一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法，包括下述步骤：
7.s100、激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化；
8.s101、计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较；
9.s102、在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
ira
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较；
10.s103，在m
ira
＞th
iru
或m
iira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一
轮佩戴检测标志位sisw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位sigw进行设置。
11.一方面，本发明提供一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测装置，包括：
12.佩戴检测激活模块，用于激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化；
13.三轴加速度信号比较模块，用于计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、yh
say
和th
saz
进行比较；
14.红外光信号比较模块，用于在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较；
15.佩戴设置模块，用于在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位sigw进行设置。
16.一方面，本发明提供一种腕上穿戴设备，包括：储存计算机程序的存储器、处理器、与处理器通信的ppg模块、三轴加速度计模块以及佩戴检测模块，处理器运行所述计算机程序，以实现上述任一项所述的方法。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
18.本发明提供的基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法，通过激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化，计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较，在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较，在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位slgw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位slgw进行设置，从而有效避免佩戴状态的未佩戴误检或漏检，提升腕上穿戴设备的佩戴检测算法的可靠性。
附图说明
19.图1是基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法的一个流程示意图；
20.图2是基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测装置的一个流程示意图；
21.图3是腕上穿戴设备的一个架构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。应当理解，在本发明中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
24.实施例一
25.本实施例提供一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法。其中，所述腕上穿戴设备中配置有ppg模块，三轴加速度计模块，佩戴检测模块，所述基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法包括步骤s100、步骤s101、步骤s102以及步骤s103，具体如下。
26.参见图1，一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法，包括下述步骤：
27.s100、激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化；
28.s101、计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较；
29.s102、在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较；
30.s103，在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值
滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位sigw进行设置。
31.需要说明的是，本实施例提供的基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法可以在腕上穿戴设备运行，腕上穿戴设备作为一种智能穿戴设备，可以是基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法中全部或部分步骤的执行主体，腕上穿戴设备除了可以执行本实施例中步骤s100、步骤s101、步骤s102以及步骤s103之外，还可以运行下文中涉及的方法的部分或全部步骤。本实施例中，通过激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化，计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较，在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
irs
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较，在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位slgw进行设置，从而有效避免佩戴状态的未佩戴误检或漏检，提升腕上穿戴设备的佩戴检测算法的可靠性。
32.步骤s100中，激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化。在一些实施例中，步骤s100包括步骤一，在腕上穿戴设备设置佩戴检测模块，激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化。进一步，步骤一包括以下步骤：开启所述腕上穿戴设备以激活所述佩戴检测模块；将佩戴状态sw初始化为1，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化为0；在所述佩戴检测模块检测到佩戴状态sw为0时，代表所述佩戴检测模块关于所述腕上穿戴设备的当前检测结果为未佩戴状态；在所述佩戴检测模块检测到佩戴状态sw为1时，代表所述佩戴检测模块关于所述腕上穿戴设备的当前检测结果为已佩戴状态。
33.步骤s101中，腕上穿戴设备计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较。在一些实施例中，步骤s101包括：步骤二，通过三轴加速度计模块采集三轴加速度信号a
x
、ay和az并分别进行均值滤波处理获得信号a
′
x
、a
′y和a
′z；步骤三，分别对所述信号a
′
x
、a
′y和a
′z计算其均方差，获得均方差s
ax
、s
ay
和s
az
；步骤四，设置三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
，若s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
，则跳转至步骤二；否则，跳转至步骤s102。进一步，步骤二包括以下步骤：设置三轴加速度计模块的采样率为fa，采样的时间周期为t；通过所述三轴加速度计模块以采样率fa获取时间周期t内三轴加速度信号a
x
、ay和az；分别对三轴加速度信号a
x
、ay和az进行均值滤波处理获得信号a
′
x
、a
′y和a
′z；其中，
[0034][0035]
步骤s102中，腕上穿戴设备在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较。在一些实施
例中，步骤s102包括下述步骤：步骤五：通过ppg模块采集红外光信号p
ira
并进行均值滤波处理获得信号p
′
ira
；步骤六：对信号p
′
ira
计算其均值m
ira
、均方差s
ira
及其最小值min
ira
；其中，
[0036][0037][0038]
步骤七：设置红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
，若tr
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
，则先将所述佩戴状态sw赋值到上一轮佩戴检测标志位sigw，再将所述佩戴状态sw设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转至步骤二；否则，若所述上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
，则将所述佩戴状态sw保持为1，并跳转至步骤二；否则，跳转至步骤s103；其中，th
irl
＜th
ird
＜th
iru
。进一步，步骤五包括下述步骤：设置ppg模块的采样率为f
p0
，采样的时间周期为t；开启ppg模块并以采样率f
p5
获取时间周期t内红外光信号p
ira
并进行均值滤波处理获得信号p
′
ira
。
[0039]
步骤s103中，腕上穿戴设备在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位sigw进行设置。在一些实施例中，步骤s103包括下述步骤：
[0040]
步骤八，通过所述ppg模块以采样率f
p25
获取时间周期t内红外光信号p
irb
并进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
；
[0041]
其中，
[0042]
步骤九，设置帧长f
plx
，帧移f
pmx
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号计算其均方差，获得均方差
[0043]
其中，f
pnmx
＜f
plx
，
[0044][0045][0046]
步骤十，设置帧长f
ply
，帧移f
pmy
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号计算其均方差，获得均方差
其中，f
pmx
＜f
plx
且f
plx
＜f
ply
且f
pmy
＜f
ply
，，
[0047]
步骤十一，设置均方差上阈值th
su
和均方差下阈值th
sd
，统计，统计中大于所述均方差上阈值th
su
的个数n
sux
，统计，统计中小于所述均方差下阈值th
sd
的个数n
sdx
，统计中小于所述均方差下阈值th
sd
的个数n
sdy
；
[0048]
步骤十二，设置占比阈值th
nsux
、th
nsdx
和th
nsdy
若或或则先将所述佩戴状态sw赋值给所述上一轮佩戴检测标志位sigw，再将所述佩戴状态sw设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转至步骤二；否则，跳转至步骤十三；其中，0＜th
nsux
，th
nsdx
，th
nsdy
＜1；
[0049]
步骤十三，设置帧长f
plz
，帧移f
pmz
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号进行傅立叶变换，获得傅立叶幅度进行傅立叶变换，获得傅立叶幅度其中，f
pmz
＜f
plz
且log2(f
plz
)为大于4的正整数，)为大于4的正整数，
[0050]
步骤十四，分别对保留有效元素获得其中，其中，
[0051]
步骤十五，分别获取的最大值所对应下标序号
[0052]
步骤十六，设置下标阈值th
nf
，统计中小于所述下标阈值th
nf
的个数n
nf
；
[0053]
步骤十七，设置占比阈值th
nnf
，若则将所述佩戴状态sw设置为0，将所述上一轮佩戴检测标志位sigw设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转
至步骤二；否则，跳转至步骤十八；
[0054]
步骤十八，先将所述佩戴状态sw赋值给所述上一轮佩戴检测标志位sigw，再将所述佩戴状态sw设置为1，并跳转至步骤二。
[0055]
还需要说明的是，以上实施例中，基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法，通过腕上穿戴设备佩戴所设置的ppg模块获取红外光信号，并对该红外光信号基于阈值判断法和决策树分类思想实现对设备佩戴状态的精准检测，针对设备未佩戴状态有效禁用ppg灯光的开启，大大降低设备的无效功耗，从而大幅提升设备的续航能力。另外，基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法可适用于腕上穿戴设备的任何工作及非工作场景的全天候实时检测，仅使用红外光信号所提取的时频域特征实现设备的佩戴检测，算法兼容性高，可适用于设备的任何工作模式及非工作模式，并与设备的其他功能模块(如心率血氧运动等)完全解耦，算法抗干扰强、可靠性高，基于阈值判断法和决策树分类思想，算法在保证高精准性的同时大大降低了计算复杂度和空间需求，硬件所需配置要求低，可适用于各类嵌入式系统。
[0056]
实施例2
[0057]
参见图2，本实施例提供一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测装置，包括：
[0058]
佩戴检测激活模块，用于激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化；
[0059]
三轴加速度信号比较模块，用于计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较；
[0060]
红外光信号比较模块，用于在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较；
[0061]
佩戴设置模块，用于在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
ira
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sigw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位slgw进行设置。
[0062]
本实施例中，通过激活佩戴检测模块，对佩戴状态sw初始化，对上一轮佩戴检测标志位sigw初始化，计算三轴加速度信号a
x
、ay和az的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sλx
、th
sar
和th
saz
进行比较，在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较，在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位slgw为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态sw和上一轮佩戴检测标志位sigw进行设置，从而有效避免佩戴状态的未佩戴误检或漏检，提升腕上穿戴设备的佩戴检测算法的可靠性。
[0063]
实施例三
[0064]
参见图3，本实施例提供一种腕上穿戴设备，包括：储存计算机程序的存储器、处理
processing unit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：application specific integrated circuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0071]
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测方法，其特征在于，包括下述步骤：s100、激活佩戴检测模块，对佩戴状态s
w
初始化，对上一轮佩戴检测标志位sig
w
初始化；s101、计算三轴加速度信号a
x
、a
y
和a
z
的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较；s102、在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
进行比较；s103，在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sig
w
为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态s
w
和上一轮佩戴检测标志位sig
w
进行设置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s100包括：步骤一，在腕上穿戴设备设置佩戴检测模块，激活佩戴检测模块，对佩戴状态s
w
初始化，对上一轮佩戴检测标志位sig
w
初始化。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤一包括以下步骤：开启所述腕上穿戴设备以激活所述佩戴检测模块；将佩戴状态s
w
初始化为1，对上一轮佩戴检测标志位sig
w
初始化为0；在所述佩戴检测模块检测到佩戴状态s
w
为0时，代表所述佩戴检测模块关于所述腕上穿戴设备的当前检测结果为未佩戴状态；在所述佩戴检测模块检测到佩戴状态s
w
为1时，代表所述佩戴检测模块关于所述腕上穿戴设备的当前检测结果为已佩戴状态。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s101包括：步骤二，通过三轴加速度计模块采集三轴加速度信号a
x
、a
y
和a
z
并分别进行均值滤波处理获得信号a
′
x
、a
′
y
和a
′
z
；步骤三，分别对所述信号a
′
x
、a
′
y
和a
′
z
计算其均方差，获得均方差s
ax
、s
ay
和s
az
；步骤四，设置三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
，若s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
，则跳转至步骤二；否则，跳转至步骤s102。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二包括以下步骤：设置三轴加速度计模块的采样率为f
a
，采样的时间周期为t；通过所述三轴加速度计模块以采样率f
a
获取时间周期t内三轴加速度信号a
x
、a
y
和a
z
；分别对三轴加速度信号a
x
、a
y
和a
z
进行均值滤波处理获得信号a
′
x
、a
′
y
和a
′
z
；其中，；其中，6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤s102包括下述步骤：步骤五：通过ppg模块采集红外光信号p
ira
并进行均值滤波处理获得信号p
′
ira
；步骤六：对信号p
′
ira
计算其均值m
ira
、均方差s
ira
及其最小值min
ira
；其中，
步骤七：设置红外光上阈值th
iriu
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值th
irs
，若m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
irl
或s
ira
＞th
irs
，则先将所述佩戴状态s
w
赋值到上一轮佩戴检测标志位sig
w
，再将所述佩戴状态s
w
设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转至步骤二；否则，若所述上一轮佩戴检测标志位sig
w
为1且s
ira
＜th
irs
，则将所述佩戴状态s
w
保持为1，并跳转至步骤二；否则，跳转至步骤s103；其中，th
irl
＜th
ird
＜th
iru
。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤五包括下述步骤：设置ppg模块的采样率为f
p5
，采样的时间周期为t；开启ppg模块并以采样率f
p5
获取时间周期t内红外光信号p
ira
并进行均值滤波处理获得信号p
′
ira
。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤s103包括下述步骤：步骤八，通过所述ppg模块以采样率f
p2a
获取时间周期t内红外光信号p
irb
并进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
；其中，f
p5
＜f
p25
；步骤九，设置帧长f
plx
，帧移f
pmx
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号计算其均方差，获得均方差计算其均方差，获得均方差其中，其中，其中，步骤十，设置帧长f
ply
，帧移f
pmy
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号计算其均方差，获得均方差计算其均方差，获得均方差其中，f
pmx
＜f
pix
且f
pix
＜f
piy
且f
pmy
＜f
ply
，，步骤十一，设置均方差上阈值th
su
和均方差下阈值th
sd
，统计，统计中大于所述均方差上阈值th
su
的个数n
sux
，统计，统计中小于所述均方差下阈值th
sd
的个数n
sdx
，统计
中小于所述均方差下阈值th
sd
的个数n
sdy
；步骤十二，设置占比阈值th
nsux
、th
nsdx
和th
nsdy
，若或或则先将所述佩戴状态s
w
赋值给所述上一轮佩戴检测标志位sig
w
，再将所述佩戴状态s
w
设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转至步骤二；否则，跳转至步骤十三；其中，0＜th
nsux
，th
nsdx
，th
nsdy
＜1；步骤十三，设置帧长f
plz
，帧移f
pmz
，对所述信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，获得并分别对所述信号并分别对所述信号进行傅立叶变换，获得傅立叶幅度进行傅立叶变换，获得傅立叶幅度其中，f
pmz
＜f
plz
且log2(f
plz
)为大于4的正整数，)为大于4的正整数，步骤十四，分别对保留有效元素获得其中，其中，步骤十五，分别获取的最大值所对应下标序号步骤十六，设置下标阈值th
nf
，统计中小于所述下标阈值th
nf
的个数n
nf
；步骤十七，设置占比阈值th
nnf
，若则将所述佩戴状态s
w
设置为0，将所述上一轮佩戴检测标志位sig
w
设置为0，关闭所述ppg模块，并跳转至步骤二；否则，跳转至步骤十八；步骤十八，先将所述佩戴状态s
w
赋值给所述上一轮佩戴检测标志位sig
w
，再将所述佩戴状态s
w
设置为1，并跳转至步骤二。9.一种基于ppg的腕上穿戴设备佩戴检测装置，其特征在于，包括：佩戴检测激活模块，用于激活佩戴检测模块，对佩戴状态s
w
初始化，对上一轮佩戴检测标志位sig
w
初始化；三轴加速度信号比较模块，用于计算三轴加速度信号a
x
、a
y
和a
z
的均方差s
ax
、s
ay
和s
az
，以与三轴静息均方差阈值th
sax
、th
say
和th
saz
进行比较；红外光信号比较模块，用于在s
ax
＜th
sax
且s
ay
＜th
say
且s
az
＜th
saz
不成立时，计算ppg模
块的红外光信号p
ira
的均值m
ira
、均方差s
ira
及最小值min
ira
以与红外光上阈值th
iru
，红外光下阈值th
ird
，红外光过低阈值th
irl
，红外光稳定均方差阈值t
irs
进行比较；佩戴设置模块，用于在m
ira
＞th
iru
或m
ira
＜th
ird
或min
ira
＜th
iri
或s
ira
＞th
irs
均不成立，且在上一轮佩戴检测标志位sig
w
为1且s
ira
＜th
irs
不成立时，获取ppg模块的红外光信号p
irb
进行均值滤波处理获得信号p
′
irb
，根据信号p
′
irb
进行分帧及加窗处理，计算分帧及加窗处理后所得到信号的均方差和傅立叶幅度，根据计算得到的均方差和傅立叶幅度对佩戴状态s
w
和上一轮佩戴检测标志位sig
w
进行设置。10.一种腕上穿戴设备，其特征在于，包括：储存计算机程序的存储器、处理器、与处理器通信的ppg模块、三轴加速度计模块以及佩戴检测模块，处理器运行所述计算机程序，以实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

技术总结
本发明属于智能穿戴技术领域，提供的基于PPG的腕上穿戴设备佩戴检测方法，通过激活佩戴检测模块，将三轴加速度信号A


技术研发人员：陈达权 肖晓 付洪兵 吴应平
受保护的技术使用者：深圳市奋达智能技术有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/8/24