CN110441912B - 一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法；包括眼镜主体、供电电路、通信电路、角速度检测电路、眼电信号采集电路和眼电信号处理电路；眼镜主体包括第一、第二眼镜框，鼻梁架，第一、第二眼镜腿；第一、第二眼镜腿设有第一、第二挂耳部；眼电信号采集电路包括设于第一、第二眼镜框上边框上的上采集电极，设于第一、第二眼镜框侧边框的下采集电极，以及设于鼻梁架的第二电极，设于第一、第二挂耳部的第六电极和第七电极；第二电极，第六电极和第七电极电性连接且均与眼电信号处理电路的公共地电性连接；眼电信号处理电路和供电电路分别设于第一固定部或第二固定部内部。实施本发明能够实现抗干扰能力强的便携式穿戴设备的人机交互。

Description

一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，更具体地说，涉及一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法。

背景技术

现有的眼电技术通常基于专用的电极片，并配以专用的电极线，如基于医疗使用的电极线，其使用场景非常受限，例如只能在理想的相对静止的环境汇总使用，其抗干扰能力比较差，无法作为便携设备采用，其无法解决使用者以便携可穿戴形式的设备方便的采集眼电信号进行人机交互。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术缺陷，提供一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携眼镜智能穿戴设备；包括眼镜主体、供电电路、通信电路、角速度检测电路、眼电信号采集电路和分别与所述眼电信号采集电路和所述通信电路连接的眼电信号处理电路；

所述眼镜主体包括用于安装左眼镜片的第一眼镜框，用于安装右眼镜片的第二眼镜框，连接所述第一眼镜框和所述第二眼镜框的鼻梁架，连接所述第一眼镜框的第一眼镜腿和连接所述第二眼镜框的第二眼镜腿；其中，所述第一眼镜腿远离所述第一眼镜框的一端设有包括第一固定部的第一挂耳部，所述第二眼镜腿远离所述第二眼镜框的一端设有包括第二固定部的第二挂耳部；

所述眼电信号采集电路包括设置于所述第一眼镜框和/或所述第二眼镜框上边框上靠近所述鼻梁架的至少一个上采集电极，设于所述第一眼镜框和/或所述第二眼镜框侧边框并靠近所述鼻梁架的至少一个下采集电极，以及设于所述鼻梁架中间位置的第二电极，设于所述第二眼镜框上侧靠近所述鼻梁架处的第三电极，设于所述第一挂耳部并与所述第一固定部距离可调节的第六电极，以及设于所述第二挂耳部并与所述第二固定部距离可调节的第七电极；其中，所述第二电极，所述第六电极和所述第七电极电性连接且均与所述眼电信号处理电路的公共地电性连接；

所述眼电信号处理电路和所述供电电路分别设于所述第一固定部或所述第二固定部内部，用于获取所述眼电信号采集电路的信号采集结果以输出对应的控制指令；

所述通信电路用于通信连接被控设备并发送所述控制指令至所述被控设备。

优选地，所述上采集电极包括设于所述第一眼镜框上侧靠近所述鼻梁架处的第一电极，设于所述第二眼镜框上侧靠近所述鼻梁架处的第三电极；和/或

所述下采集电极包括设于所述第一眼镜框右侧靠近所述鼻梁架处的第四电极，设于所述第二眼镜框左侧靠近所述鼻梁架处的第五电极；

其中，所述第一电极与所述第三电极电性连接，所述第四电极与所述第五电极电性连接。

优选地，所述眼电信号处理电路包括依次级联连接的RC高通滤波电路、前级放大电路、程控放大电路、带通滤波电路、偏置缓冲电路、A/D转换电路以及主控电路，所述主控电路连接所述程控放大电路，所述第一电极、所述第三电极、所述第四电极和所述第五电极分别与所述RC高通滤波电路连接，所述第二电极、所述第六电极和所述第七电极分别与所述前级放大电路连接。

优选地，所述RC高通滤波电路包括第一电阻R104和第二电阻R111、第一滤波器和第二滤波器；

所述第一电阻R104的第一端连接所述第一电极和所述第三电极，所述第一电阻R104的第二端与所述第二电阻的第一端串联连接，所述第二电阻R111的第二端连接所述第四电极和所述第五电极，所述第一滤波器的输入端连接所述第一电阻的第一端，所述第一滤波器的公共端连接所述第一电阻的第二端；

所述第二滤波器的输入端连接所述第二电阻的第二端，所述第二滤波器的公共端连接所述第二电阻的第一端；

其中所述第一电阻R104和所述第二电阻R111阻值相同。

优选地，所述第一滤波器包括第一电容C104和第三电阻R105，所述第一电容的第一端连接所述第一电阻R104的第一端，所述第一电容C104的第二端经所述第三电阻R105连接所述第一电阻R104的第二端；和/或

所述第二滤波器包括第二电容C106和第四电阻R110，所述第二电容C106的第一端连接所述第二电阻R111的第二端，所述第二电容C106的第二端经所述第四电阻R110连接所述第二电阻R111的第一端。

优选地，所述眼镜主体还包括分别设于所述第一眼镜框和所述第二眼镜框的鼻托，所述第四电极和所述第五电极分别设于所述鼻托可与用户接触的一侧；和/或

所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、所述第四电极和所述第五电极分别通过第一软胶体固定于所述眼镜主体上；和/或

所述第六电极和所述第七电极分别固定于弯曲的第二软胶体，所述第二软胶体的弯曲度可与人耳适配。

优选地，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、所述第四电极和所述第五电极分别与所述第一软胶体为一体成型；所述第六电极和所述第七电极分别与所述第二软胶体为一体成型；和/或

所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、所述第四电极和/或所述第五电极表面设有凸起。

优选地，所述供电电路包括供电电池和充电电路，所述供电电池设于所述第一固定部内部，所述充电电路设于所述第二固定部内部，且所述第二固定部设有露出表面的充电接口和指示灯。

优选地，

所述眼电信号处理电路、所述通信电路与所述充电电路置于同一PCBA板，并置于所述第二固定部内部；和/或

所述指示灯包括用于指示所述设备工作状态的第一指示灯，用于指示所述充电电路正在工作的第二指示灯和用于指示所述充电电路结束工作的第三指示灯。

本发明还构造一种便携眼镜智能穿戴设备控制方法，应用于上面任意一项所述的便携眼镜智能穿戴设备，包括：

S1、与被控设备建立通信连接并设置对所述被控设备的控制状态为初始状态；

S2、获取与眨眼动作对应的第一眼电信号；

S3、判断所述第一眼电信号是否包含连续的两次有效信号，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；

S4、输出第一操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第一操作任务，并设置对所述被控设备的控制状态为第一状态；并在所述第一操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行所述步骤S2；

S5、输出第二操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第二操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第二状态；

S6、确认在第一预设时间内是否获取到第二眼电信号，若是，则执行步骤S7，若否，则执行步骤S8；

S7、输出第三操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第三操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第三状态，并在所述第三操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行所述步骤S2；

S8、确认在第二预设时间内是否获取到所述第二眼电信号，所述第二预设时间大于所述第一预设时间，若是，则执行步骤S9，若否，则执行步骤S10；

S9、输出第四操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第四操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第四状态，并在所述第四操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行所述步骤S2；

S10、设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行所述步骤S2。

优选地，根据所述第一状态、所述第二状态、所述第三状态和/或所述第四状态生成对应的状态标识并显示；

与被控设备建立通信连接后，确认所述穿戴设备的佩戴状态并生成对应的状态标识进行显示。

优选地，

所述方法还包括：

S0、对所述穿戴设备进行校准。

优选地，在所述步骤S0中，所述对所述穿戴设备进行校准包括：

S01、采集两次单次眨眼分别所对应的眼电信号，确认所述眼电信号的有效幅度的差值是否满足预设值，若是，则执行步骤S02，若否，则重复所述步骤S01；

S02、确认所述眼电信号的有效幅度是否为满足标准幅度范围；若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S03；

S03、判断所述眼电信号的有效幅度是否大于标准幅度范围；若是，则执行步骤S04，若否，则执行步骤S06；

S04、确认所述穿戴设备工作电路增益是否为最小值，若是，则执行所述步骤S09，若否，则执行步骤S05；

S05、按照第一预设步进减小所述穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S06、确认所述穿戴设备工作电路增益是否为最大值，若是，则执行所述步骤S09，若否，则执行步骤S07；

S07、按照第二预设步进增加所述穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S08、再次获取单次眨眼对应的眼电信号，并执行所述步骤S02；

S09、设定所述穿戴设备工作电路增益为当前增益并完成所述校准。

优选地，所述方法还包括：在所述步骤S02之后所述步骤S09之前还执行所述步骤S08。

实施本发明的一种便携眼镜智能穿戴设备及其控制方法，具有以下有益效果：能够实现抗干扰能力强的便携式穿戴设备的人机交互。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备一实施例的正面示意图；

图2是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备一实施例的背面示意图；

图3是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备的侧面示意图；

图4是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备眼电信息采集对比示意图；

图5是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备一实例例的原理框图；

图6是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备的局部电路原理图；

图7是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备眼电信息采集对比示意图；

图8是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备另一实施例的结构示意图；

图9是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备控制方法一实施例的流程图；

图10是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备控制方法眼电信息采集示意图；

图11是本发明一种便携式眼镜智能穿戴设备控制方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，在本发明的一种便携眼镜智能穿戴设备的实施例中，包括眼镜主体、供电电路、通信电路、角速度检测电路、眼电信号采集电路和分别与眼电信号采集电路和通信电路连接的眼电信号处理电路；眼镜主体包括用于安装左眼镜片的第一眼镜框110，用于安装右眼镜片的第二眼镜框120，连接第一眼镜框110和第二眼镜框120的鼻梁架150，连接第一眼镜框110的第一眼镜腿130和连接第二眼镜框120的第二眼镜腿140；其中，第一眼镜腿130远离第一眼镜框110的一端设有包括第一固定部131的第一挂耳部，第二眼镜腿140远离第二眼镜框120的一端设有包括第二固定部141的第二挂耳部；眼电信号采集电路包括设置于第一眼镜框110和/或第二眼镜框120上边框上靠近鼻梁架150的至少一个上采集电极，设于第一眼镜框110和/或第二眼镜框120侧边框并靠近鼻梁架150的至少一个下采集电极，以及设于鼻梁架150中间位置的第二电极220，设于第一挂耳部并与第一固定部131距离可调节的第六电极260，以及设于第二挂耳部并与第二固定部141距离可调节的第七电极270；其中，第二电极220，第六电极260和第七电极270电性连接且均与眼电信号处理电路的公共地电性连接；眼电信号处理电路和供电电路分别设于第一固定部131或第二固定部141内部，用于获取眼电信号采集电路的信号采集结果以输出对应的控制指令；通信电路用于通信连接被控设备并发送控制指令至被控设备。具体的，两个眼镜框之间设有电极感应区，上采集电极与下采集电极构成垂直差分电极用于采集眼电信号，其中通过第二电极220、第六电极260和第七电极270电性连接并与眼电信号处理电路的公共地电性连接，可将人体体表电势驱动至眼电信号处理电路的公共地，以形成与眼电信号处理电路的公共地为等电势，能进一步的有效的减少外界的干扰。而分别设于第一挂耳部和第二挂耳部的第六电极260和第七电极270，其与第一固定部131和第二固定部141的距离分别可调节，其距离可以根据个人头型的大小调节，可舒适而又紧密的接触人体皮肤，达到更加显著的减噪效果。如图4所示，其为相同的测试环境下，通过多点共地同常规的单点接地的工频干扰测试结果，其中A1为现有的常规的单点接地的工频干扰测试结果，A2为本实施例中的第二电极220、第六电极260和第七电极270电性连接接地的工频干扰测试结果，其可以看出本实施例中工频干扰要小许多，而且眼电信号采集更加稳定，可以更精确的检测眼电信号。眼电信号处理电路对各个电极采集的眼电信号进行处理，通过对应的算法进行信号识别，并将信号进行映射到相应的鼠标动作，并生成对应的控制鼠标动作的操作指令，通过通信电路将该操作指令发送至鼠标进行操作。通信电路可以包括蓝牙电路，也可以为WIFI、3G，4G和5G 通信模块，在本公开的实例中，均以蓝牙电路做详细说明。与通信电路建立通信连接的被控设备可以为电脑，其对电脑的控制通过时滑动箭头显示，也可以为其他的用户终端。例如手机或平板电脑。通过角速度检测电路的作用：例如六轴传感器电路检测头部的摇动的方向以及摇动的快慢以计算出鼠标的移动方向以及移动距离，输出对应的并生成对应的可做成鼠标移动的操作指令。陀螺仪是一种测量角速度的仪器，具有响应快，测量准确等特点。三轴陀螺仪更够获取三个方向上（x, y, z）的角速度。将陀螺仪固定在头部的某个位置，使其跟随头部一起运动。此时，陀螺仪就可以实时监测到头部运动（摇头，点头，摆头）的角速度。鼠标在屏幕上移动只有两个维度，水平方向和垂直方向。将头部运动和鼠标的移动对应起来（左右摇头对应鼠标水平方向运动，上下点头对应鼠标垂直方向运动），就可以实现头部运动控制鼠标移动。 当头部运动快，鼠标移动就快，头部运动慢，鼠标移动就慢。

进一步的，上采集电极包括设于第一眼镜框110上侧靠近鼻梁架150处的第一电极210，设于第二眼镜框120上侧靠近鼻梁架150处的第三电极230；和/或下采集电极包括设于第一眼镜框110右侧靠近鼻梁架150处的第四电极240，设于第二眼镜框120左侧靠近鼻梁架150处的第五电极250；其中，第一电极210与第三电极230电性连接，第四电极240与第五电极250电性连接。具体的，电极感应区中第一电极210、第三电极230、第四电极240和第五电极250构成垂直差分电极采集眼电信号，其中第一电极210和第三电极230电性连接，第四电极240和第五电极250电性连接并位于眼睛的上下，且电极的两两相连，增大同极性电极与皮肤的接触面积，以减少接触电阻，提高电极采集到的眼电信号强度。通过第二电极220、第六电极260和第七电极270形成的多点共地，以实现减少噪声干扰。

可选的，如图5所示，眼电信号处理电路包括依次级联连接的RC高通滤波电路510、前级放大电路520、程控放大电路530、带通滤波电路540、偏置缓冲电路550、A/D转换电路560以及主控电路570，主控电路570连接程控放大电路530，第一电极（210）、第三电极（230）、第四电极（240）和第五电极（250）分别与RC高通滤波电路510连接，第二电极（220）、第六电极（260）和第七电极（270）分别与前级放大电路520连接。具体的，由于电极与皮肤的接触会产生的极化电势，极化电势稳定变化缓慢，可以通过一个0.5Hz的RC高通滤波电路510即可滤除。由于人体皮肤电阻为几十K~几百K欧姆，眼电信号的输出阻抗大，而前级放大对整体的信噪比影响最大，因此选用低噪声，高输入阻抗，高共模抑制比的仪表放大器作为前级放大电路520，并设计为固定增益为300倍，以提高信噪比。为了适应，人体皮肤电阻率的变化以及个人体质的不同而导致眼电信号的强度不同；可以通过主控电路570调控程控放大电路530的增益，使最终输出的眼电信号幅度在合适的范围。程控放大电路530可以采用反相放大器通过模拟开关选通不同的阻值的反馈电阻Rf，来调控增益。人体产生的眼电信号的频率大约在0～100Hz之间，但其主要信号在0~20Hz，同时为了滤除电极与皮肤接触产生的直流极化电势，其它生物电以及工频干扰，设计了一个带通范围为0.5~20Hz的带通滤波电路540。交流的眼电信号通过偏置，缓冲电路把电平平移到适合单电源供电的ADC采集范围、通过A/D转换电路560把模拟的眼电信号转换为数字信号，以供后续分析识别。主控电路570中，以STM32作为主控芯片，读取六轴传感器数据，运算分析出对应的鼠标移动方向和距离；对换为数字信号的眼电信号运算分析，识别出眨眼信号；通过蓝牙连接，发送指令给终端。

如图6所示，RC高通滤波电路510包括第一电阻R104和第二电阻R111、第一滤波器601和第二滤波器602；第一电阻R104的第一端连接第一电极210和第三电极230，第一电阻R104的第二端与第二电阻R111的第一端串联连接，第二电阻R111的第二端连接第四电极240和第五电极250，第一滤波器601的输入端连接第一电阻R104的第一端，第一滤波器601的公共端连接第一电阻R104的第二端；第二滤波器602的输入端连接第二电阻R111的第二端，第二滤波器602的公共端连接第二电阻R111的第一端；其中第一电阻R104和第二电阻R111阻值相同。具体的，电极与皮肤的接触会产生极化电势，极化电势会缓慢变化，其通常需要通过RC高通滤波电路510进行滤除，但是在一些实施例中，采用的对地RC高通滤波器，由于电容电阻的误差，差分电极的正负极两路RC高通滤波不匹配，导致部分共模转为差模信号时，前级放大的共模抑制比降低，信号输出的噪声干扰变大。在本实施例中，采用虚拟地RC高通滤波器，具体的为第一滤波器601和第二滤波器602，其在差分电极的正负极之间连接两个等阻值的电阻，并取其中点为虚拟地，将连接差分电极的正负极的两路RC高通滤波器连接到该中点，由于两个等阻值的电阻，该中点的电势正负极的共模电势，此共模电势等于人体体表电势，通过该RC高通滤波器，可减小因器件误差而导致的共模转换为差模，同时亦可以起到滤除外界的共模干扰的作用。如图7所示，在相同的环境下测试，同样的人员走动干扰即理解为外界共模干扰，采用虚拟地RC高通滤波器比采用公共地RC高通滤波器的干扰要小许多，同时眼电信号基线更为稳定，可更高精度的检测眼电信号，其中B1为采用公共地RC高通滤波器的缓冲电路输出波形，B2为采用虚拟地RC高通滤波器的缓冲电路输出波形。

进一步的，在一实施例中，第一滤波器601包括第一电容C104和第三电阻R105，第一电容C104的第一端连接第一电阻R104的第一端，第一电容C104的第二端经第三电阻R105连接第一电阻R104的第二端；还有一实施例中，第二滤波器602包括第二电容C106和第四电阻R110，第二电容C106的第一端连接第二电阻R111的第二端，第二电容C106的第二端经第四电阻R110连接第二电阻R111的第一端。具体的，其虚拟RC滤波器的可以包括由第一电容C104和第三电阻R105组成的第一滤波器601，第二电容C106和第四电阻R110组成的第二滤波器602。其中第一电容C104的第二端连接前级仪表放大器的正极输入端，第二电容C106的第二端连接前级仪表放大器的负极输入端。

可选的，如图1和图2所示，在一实施例中，眼镜主体还包括分别设于第一眼镜框110和第二眼镜框120的鼻托160、180，第四电极240和第五电极250分别设于鼻托160、180可与用户接触的一侧；具体的，通过将电极与鼻托160、180结合起来，可以使设计简单且产品美观。

可选的，在另一实施例中，第一电极210、第二电极220、第三电极230、第四电极240和第五电极250分别通过第一软胶体170固定于眼镜主体上；具体的，还可以通过软胶材质即第一胶体将第一电极210、第二电极220、第三电极230、第四电极240和第五电极250固定在眼镜主体上，以满足人机结合舒适性。

可选的，第六电极260和第七电极270分别固定于弯曲的第二软胶体132，第二软胶体132的弯曲度可与人耳适配。具体的，为了保证电极有效接触皮肤，通过弯曲形状的胶体材质即第二胶体固定第六电极260和第七电极270，其调节可以通过第二软胶体132的移动以调节第六电极260和第七电极270分别与第一固定部131和第二固定部141的距离。

可选的，第一电极210、第二电极220、第三电极230、第四电极240和第五电极250分别与第一软胶体170为一体成型；第六电极260和第七电极270分别与第二软胶体132为一体成型；具体的，电极与胶体材质可以一体成型。

进一步的，如图8，第一电极210、第二电极220、第三电极230、第四电极240和/或第五电极250表面设有凸起201。具体的，在电极表面采用凸点接触，可以适当的避开毛发，减少干扰。

可选的，供电电路包括供电电池和充电电路，供电电池设于第一固定部131内部，充电电路设于第二固定部141内部，且第二固定部141设有露出表面的充电接口310和指示灯320。具体的，借助眼镜腿的一固定部放置供电电池，在另一固定部设置充电电路和充电接口310，实现对内部工作电路的电池供电和电池充电。并通过指示灯320指示其内部工作电路的工作状态。

可选的，眼电信号处理电路、通信电路与充电电路置于同一PCBA板，并置于第二固定部141内部；具体的，眼电信号处理电路和通信电路，充电电路设计为同一PCBA板，以便放置与眼镜腿的固定部内部。

可选的，指示灯320包括用于指示设备工作状态的第一指示灯，用于指示充电电路正在工作的第二指示灯和用于指示充电电路结束工作的第三指示灯。具体的，第一指示灯可以为蓝光灯，其为蓝牙指示灯，当蓝光闪烁时，标识蓝牙为连接，当蓝牙连接后蓝光灯常 亮，蓝光灯闪烁标志蓝牙为等待连接状态，第二指示灯可以为红光等，其且充电指示灯，当充电口街上是红色灯长亮，表示正在充电。第三指示灯为充电完成指示灯320，当电池充满时，红灯熄灭，绿灯亮起，从充电接口310拔出充电插头后，绿灯熄灭。还可以理解，这里第一指示灯、第二指示灯和第三指示灯可以为同一指示灯，其可以采用三色灯完成上述功能，以通过不同的颜色指示不同的状态。

另，如图9所示，本发明的一种便携眼镜智能穿戴设备控制方法，应用于上面任意一项的便携眼镜智能穿戴设备，包括：

S1、与被控设备建立通信连接并设置对被控设备的控制状态为初始状态；

S2、获取与眨眼动作对应的第一眼电信号；

S3、判断第一眼电信号是否包含连续的两次有效信号，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；

S4、输出第一操作指令至被控设备以使被控设备执行第一操作任务，并设置对被控设备的控制状态为第一状态；并在第一操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态，返回执行步骤S2；

S5、输出第二操作指令至被控设备以使被控设备执行第二操作任务，设置对被控设备的控制状态为第二状态；

S6、确认在第一预设时间内是否获取到第二眼电信号，若是，则执行步骤S7，若否，则执行步骤S8；

S7、输出第三操作指令至被控设备以使被控设备执行第三操作任务，设置对被控设备的控制状态为第三状态，并在第三操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态，返回执行步骤S2；

S8、确认在第二预设时间内是否获取到第二眼电信号，第二预设时间大于第一预设时间，若是，则执行步骤S9，若否，则执行步骤S10；

S9、输出第四操作指令至被控设备以使被控设备执行第四操作任务，设置对被控设备的控制状态为第四状态，并在第四操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态，返回执行步骤S2；

S10、设置对被控设备的控制状态为初始状态，返回执行步骤S2。

具体的，在便携眼镜智能穿戴设备开机后，先会与被控设备进行通信连接，并且在建立通信连接后，根据状态进行进行正常工作流程。此时便携眼镜智能穿戴设备对被控设备的控制状态被设置为初始状态，即可以理解为空闲状态，该下一步操作可以具体的包括，通过眼电信号采集电路获取眨眼操作对应的第一眼电信号，对第一眼电信号进行滤波放大处理，并通过算法识别获取对应的有效波峰，在第一眼电信号包含连续的两次有效信号，则输出拖动操作指令即第一操作指令至被控设备以使被控设备执行拖动操作即第一操作任务，并设置对被控设备的控制状态为拖动状态即第一状态；并在第一操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态。在第一眼电信号只包含单次有效信号时，则输出单击操作指令即第二操作指令至被控设备以使被控设备执行单击操作即第二操作任务，设置对被控设备的控制状态为单击操作状态即第二状态；同时等待获取下一次的眼电信号，并确认在第一预设时间内是否获取到第二眼电信号，如果在第一预设时间内检测到第二眼电信号，则输出双击操作指令即第三操作指令至被控设备以使被控设备执行双击操作即第三操作任务，设置对被控设备的控制状态为双击状态即第三状态，并在第三操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态；如果在第一预设时间内没有检测到第二眼电信号，在继续等待获取下一次眼电信号，确认在第二预设时间内是否获取到第二眼电信号，第二预设时间大于第一预设时间，如果在第二预设时间内获取到第二眼电信号，则输出点击右键操作指令即第四操作指令至被控设备以使被控设备执行点击右键操作即第四操作任务，设置对被控设备的控制状态为点击右键状态即第四状态，并在第四操作任务完成后设置对被控设备的控制状态为初始状态，如果在第二预设时间内仍然没有获取到眼电信号，则直接结果本次操作，设置对被控设备的控制状态为初始状态，以进行下一步的操作。

如图10所示，若第一眼电信号为连续的两次有效信号，即图中C1曲线，则对应被控设备的拖动状态，若第一眼电信号为单次有效信号，如图中C2曲线，则执行单击操作，并则继续等等待，判定在第一预设时间例如1秒内，是否得到，得到第二眼电信号，若能，如图中C3曲线，则控制被控设备双击，若没有第二眼电信号，则继续等待，判定在第二预设时间内是否得到第二眼电信号，若能，例如图中C4曲线，则认为是对应右键操作，如果没有第二眼电信号，则认为该第一眼电信号就是单次有效信号，在单击操作后不用进行其他的操作。在进行拖动操作时，其通过陀螺仪检测角度变换以确认拖动距离和方向。其陀螺仪工作上上面已经描述，这里不再赘述。

可选的，本发明的一种便携眼镜智能穿戴设备控制方法还包括：根据第一状态、第二状态、第三状态和/或第四状态生成对应的状态标识并显示。具体的，上面的有关便携眼镜智能穿戴设备的各个状态可以通过悬浮窗的方式在被控设备显示即第一窗口，也可以通过小窗口显示形式即第二窗口进行显示。以显示当前被控设备正在进行对应的操作任务。

可选的，本发明的一种便携眼镜智能穿戴设备控制方法还包括：与被控设备建立通信连接后，确认所述穿戴设备的佩戴状态并生成对应的状态标识进行显示。具体的与被控设备建立通信连接后开始正常工作之前，对便携眼镜智能穿戴设备的状态进行判定，以判定便携眼镜智能穿戴设备是否佩戴好，其判定过程是通过检测缓眼电基线平稳程度，若基线抖动在规定范围内则识别为已佩戴好，并且发送只是佩戴好的至被控设备，被控设备显示该当前状态以告知用户。然后执行上面的具体的操作工作内容。

可选的，本发明的便携眼镜智能穿戴设备控制方法还包括：S0、对穿戴设备进行校准。具体的，在便携眼镜智能穿戴设备与被控设备建立通信连接后投入使用之前，为了保证设备使用中采集眼电信号的稳定性，先对该穿戴设备进行校准。

进一步的，如图11所示，在步骤S0中，对穿戴设备进行校准包括：

S01、采集两次单次眨眼分别所对应的眼电信号，确认眼电信号的有效幅度的差值是否满足预设值，若是，则执行步骤S02，若否，则重复步骤S01；

S02、确认眼电信号的有效幅度是否为满足标准幅度范围；若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S03；

S03、判断眼电信号的有效幅度是否大于标准幅度范围；若是，则执行步骤S04，若否，则执行步骤S06；

S04、确认穿戴设备工作电路增益是否为最小值，若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S05；

S05、按照第一预设步进减小穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S06、确认穿戴设备工作电路增益是否为最大值，若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S07；

S07、按照第二预设步进增加穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S08、再次获取单次眨眼对应的眼电信号，并执行步骤S02；

S09、设定穿戴设备工作电路增益为当前增益并完成校准。

具体的，在对穿戴设备进行校准时，其具体的，可以依次采集两次单次眨眼分别所对应的眼电信号，确认眼电信号的有效幅度的差值是否满足预设值，通过两次眨眼对应的眼电信号以确认穿戴设备佩戴是否稳定，通常当两次眼电信号差异较小，则可以理解穿戴设备已经正确佩戴并且处于稳定状态，可以进行下一步的。如果差异较大，则认为穿戴设备没有正确佩戴或者没有进入正常工作状态，调整后再次执行该步骤，直至确认穿戴设备进入稳定状态。在确认穿戴设备进入稳定状态后确认眼电信号的有效幅度是否为满足标准幅度范围；如果满足标准幅度范围，则理解穿戴设备当前的工作电路增益是正常的，可以结束校准，进入正常工作状态。如果眼电信号的有效幅度不满足标准幅度，则判断眼电信号的有效幅度是否大于标准幅度范围；若是大于，则进一步确认穿戴设备工作电路增益是否为最小值，若不是大于，即理解为小于标准幅度范围，则确认穿戴设备工作电路增益是否为最大值，在上面的确认过程中，如果分别确认是最小值或者最大值，则认为工作电路增益已经无法进行调节，其必须以当前工作电路增益工作，即结束校准，如果分别确认不是最小值或者最大值，则可以进行当前工作电路增益的调节，这里分别按照第一预设步进减小穿戴设备工作电路增益或者按照第二预设步进增加穿戴设备工作电路增益，这里的第一预设步进和第二预设步进可以相等也可以不相等，在进行增益调节后，再次获取单次眨眼对应的眼电信号，并对有效幅度是否满足标准幅度进行确认，并执行其后的步骤，其校准过程即在有效幅度满足标准幅度要求的条件下降进行确认穿戴设备工作电路增益设定为当前增益。而穿戴设备电路增益的调整，其实际上是通过MCU控制程控放大电路530实现程控增益调节。

可选的，本发明的便携眼镜智能穿戴设备控制方法还包括：在步骤S02之后步骤S09之前还执行步骤S08。具体的，在眼电信号的有效幅度满足标准幅度范围时候，还可以再次获取单次眨眼对应的眼电信号，并对该眼电信号的有效幅度进行确认，以保证校准的结果可靠性。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，包括眼镜主体、供电电路、通信电路、角速度检测电路、眼电信号采集电路和分别与所述眼电信号采集电路和所述通信电路连接的眼电信号处理电路；

所述眼镜主体包括用于安装左眼镜片的第一眼镜框（110），用于安装右眼镜片的第二眼镜框（120），连接所述第一眼镜框（110）和所述第二眼镜框（120）的鼻梁架（150），连接所述第一眼镜框（110）的第一眼镜腿（130）和连接所述第二眼镜框（120）的第二眼镜腿（140）；其中，所述第一眼镜腿（130）远离所述第一眼镜框（110）的一端设有包括第一固定部（131）的第一挂耳部，所述第二眼镜腿（140）远离所述第二眼镜框（120）的一端设有包括第二固定部（141）的第二挂耳部；

所述眼电信号采集电路包括设置于所述第一眼镜框（110）和所述第二眼镜框（120）上边框上靠近所述鼻梁架（150）的至少一个上采集电极，设于所述第一眼镜框（110）和所述第二眼镜框（120）侧边框并靠近所述鼻梁架（150）的至少一个下采集电极，以及设于所述鼻梁架（150）中间位置的第二电极（220），设于所述第一挂耳部并与所述第一固定部（131）距离可调节的第六电极（260），和设于所述第二挂耳部并与所述第二固定部（141）距离可调节的第七电极（270）；

其中，所述上采集电极与所述下采集电极构成垂直差分电极，所述第二电极（220），所述第六电极（260）和所述第七电极（270）电性连接且均与所述眼电信号处理电路的公共地电性连接；

所述眼电信号处理电路和所述供电电路分别设于所述第一固定部（131）或所述第二固定部（141）内部，用于获取所述眼电信号采集电路的信号采集结果以输出对应的控制指令；

所述通信电路用于通信连接被控设备并发送所述控制指令至所述被控设备；

所述上采集电极包括设于所述第一眼镜框（110）上侧靠近所述鼻梁架（150）处的第一电极（210），设于所述第二眼镜框（120）上侧靠近所述鼻梁架（150）处的第三电极（230）；

所述下采集电极包括设于所述第一眼镜框（110）右侧靠近所述鼻梁架（150）处的第四电极（240），设于所述第二眼镜框（120）左侧靠近所述鼻梁架（150）处的第五电极（250）；

其中，所述第一电极（210）与所述第三电极（230）电性连接，所述第四电极（240）与所述第五电极（250）电性连接。

2.根据权利要求1所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，所述眼电信号处理电路包括依次级联连接的RC高通滤波电路（510）、前级放大电路（520）、程控放大电路（530）、带通滤波电路（540）、偏置缓冲电路（550）、A/D转换电路（560）以及主控电路（570），所述主控电路（570）连接所述程控放大电路（530），所述第一电极（210）、所述第三电极（230）、所述第四电极（240）和所述第五电极（250）分别与所述RC高通滤波电路（510）连接，所述第二电极（220）、所述第六电极（260）和所述第七电极（270）分别与所述前级放大电路（520）连接。

3.根据权利要求2所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，所述RC高通滤波电路（510）包括第一电阻R104和第二电阻R111、第一滤波器（601）和第二滤波器（602）；

所述第一电阻R104的第一端连接所述第一电极（210）和/或所述第三电极（230），所述第一电阻R104的第二端与所述第二电阻R111的第一端串联连接，所述第二电阻R111的第二端连接所述第四电极（240）和/或所述第五电极（250），所述第一滤波器（601）的输入端连接所述第一电阻R104的第一端，所述第一滤波器（601）的公共端连接所述第一电阻R104的第二端；

所述第二滤波器（602）的输入端连接所述第二电阻R111的第二端，所述第二滤波器（602）的公共端连接所述第二电阻R111的第一端；

其中所述第一电阻R104和所述第二电阻R111阻值相同。

4.根据权利要求3所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，

所述第一滤波器（601）包括第一电容C104和第三电阻R105，所述第一电容C104的第一端连接所述第一电阻R104的第一端，所述第一电容C104的第二端经所述第三电阻R105连接所述第一电阻R104的第二端；和/或

所述第二滤波器（602）包括第二电容C106和第四电阻R110，所述第二电容C106的第一端连接所述第二电阻R111的第二端，所述第二电容C106的第二端经所述第四电阻R110连接所述第二电阻R111的第一端。

5.根据权利要求1所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，所述眼镜主体还包括分别设于所述第一眼镜框（110）和所述第二眼镜框（120）的鼻托（160、180），所述第四电极（240）和/或所述第五电极（250）分别设于所述鼻托（160、180）可与用户接触的一侧；和/或

所述第一电极（210）、所述第二电极（220）、所述第三电极（230）、所述第四电极（240）和/或所述第五电极（250）分别通过第一软胶体（170）固定于所述眼镜主体上；和/或

所述第六电极（260）和所述第七电极（270）分别固定于弯曲的第二软胶体（132），所述第二软胶体（132）的弯曲度可与人耳适配。

6.根据权利要求5所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，所述第一电极（210）、所述第二电极（220）、所述第三电极（230）、所述第四电极（240）和所述第五电极（250）分别与所述第一软胶体（170）为一体成型；所述第六电极（260）和所述第七电极（270）分别与所述第二软胶体（132）为一体成型；和/或

所述第一电极（210）、所述第二电极（220）、所述第三电极（230）、所述第四电极（240）和/或所述第五电极（250）表面设有凸起（201）。

7.根据权利要求1所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，所述供电电路包括供电电池和充电电路，所述供电电池设于所述第一固定部（131）内部，所述充电电路设于所述第二固定部（141）内部，且所述第二固定部（141）设有露出表面的充电接口（310）和指示灯（320）。

8.根据权利要求7所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，

所述眼电信号处理电路、所述通信电路与所述充电电路置于同一PCBA板，并置于所述第二固定部（141）内部；和/或

所述指示灯（320）包括用于指示所述设备工作状态的第一指示灯，用于指示所述充电电路正在工作的第二指示灯和用于指示所述充电电路结束工作的第三指示灯。

9.一种便携眼镜智能穿戴设备控制方法，应用于权利要求1-8任意一项所述的便携眼镜智能穿戴设备，其特征在于，包括以下步骤：

S1、与被控设备建立通信连接并设置对所述被控设备的控制状态为初始状态；

S2、获取与眨眼动作对应的第一眼电信号；

S3、判断所述第一眼电信号是否包含连续的两次有效信号，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；

S4、输出第一操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第一操作任务，并设置对所述被控设备的控制状态为第一状态；并在所述第一操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行所述步骤S2；

S5、输出第二操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第二操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第二状态；

S6、确认在第一预设时间内是否获取到第二眼电信号，若是，则执行步骤S7，若否，则执行步骤S8；

S7、输出第三操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第三操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第三状态，并在所述第三操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行步骤S2；

S8、确认在第二预设时间内是否获取到所述第二眼电信号，所述第二预设时间大于所述第一预设时间，若是，则执行步骤S9，若否，则执行步骤S10；

S9、输出第四操作指令至所述被控设备以使所述被控设备执行第四操作任务，设置对所述被控设备的控制状态为第四状态，并在所述第四操作任务完成后设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行步骤S2；

S10、设置对所述被控设备的控制状态为所述初始状态，返回执行步骤S2。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一状态、所述第二状态、所述第三状态和/或所述第四状态生成对应的状态标识并显示；和/或

与被控设备建立通信连接后，确认所述穿戴设备的佩戴状态并生成对应的状态标识进行显示。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

S0、对所述穿戴设备进行校准。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤S0中，所述对所述穿戴设备进行校准包括：

S01、采集两次单次眨眼分别所对应的眼电信号，确认所述眼电信号的有效幅度的差值是否满足预设值，若是，则执行步骤S02，若否，则重复所述步骤S01；

S02、确认所述眼电信号的有效幅度是否为满足标准幅度范围；若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S03；

S03、判断所述眼电信号的有效幅度是否大于标准幅度范围；若是，则执行步骤S04，若否，则执行步骤S06；

S04、确认所述穿戴设备工作电路增益是否为最小值，若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S05；

S05、按照第一预设步进减小所述穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S06、确认所述穿戴设备工作电路增益是否为最大值，若是，则执行步骤S09，若否，则执行步骤S07；

S07、按照第二预设步进增加所述穿戴设备工作电路增益，并执行步骤S08；

S08、再次获取单次眨眼对应的眼电信号，并执行步骤S02；

S09、设定所述穿戴设备工作电路增益为当前增益并完成所述校准。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S02之后所述步骤S09之前还执行所述步骤S08。