[發明專利]基于智能設備的高精度步行方向檢測方法

有效

• 申請號: 201310659422.5
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103675338A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張蘭;李向陽;劉云浩
• 申請（專利權）人: 無錫清華信息科學與技術國家實驗室物聯網技術中心
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良;韓鳳

1.基于智能設備的高精度步行方向檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)加速度坐標轉換：通過智能設備的方向傳感器的三個讀數，即圍繞X，Y，Z軸的旋轉角度，得到當前智能設備相對于大地坐標系的旋轉矩陣R，將旋轉矩陣R乘以以當前智能設備為參考系的加速度向量A，將加速度轉換為以大地坐標系為參考系的加速度A_E=(a_N，a_E，a_G)^T；a_N，a_E，a_G分別為在北、東、重力方向上的加速度；

(2)基于重力方向上加速度的步子和步頻檢測：將重力方向上加速度采用截止頻率為5Hz的低通濾波器進行濾波，對濾波后的加速度尋找相鄰的一組穿過0點的波谷和波峰，則該波谷到下一波谷之間為一步；計算當前步子加速度包含的采樣點數得到當前步頻f_w；

(3)純步行加速度水平分量計算：根據當前步頻f_w，用通帶為[3f_w／4，3f_w／2]的帶通濾波器對北和東方向上的加速度a_N，a_E分別進行濾波，得到濾波后的a_N’，a_E‘，對a_N’，a_E‘進行向量求和，得到水平方向上的和加速度；

(4)步行方向計算：利用步驟(2)得到的步子檢測結果，確定當前步子的時間范圍，找到該時間范圍內水平方向上的和加速度最大的時刻t，濾波后的時刻t的東方向上加速度和北方向上加速度分別為a′_Nt、a′_Et，則該步前進的方向與正北之間的夾角為tan^-1(a′_Et／a′_Nt)。

2.如權利要求1所述的基于智能設備的高精度步行方向檢測方法，其特征在于，設圍繞Z軸的旋轉角度為α，圍繞X軸的旋轉角度為β，圍繞Y軸的旋轉角度為γ，則所述旋轉矩陣R為

sinγsinβsinα+cosγcosα????cosβsinα????cosγsinβsinα-sinγcosα

sinγsinβcosα-cosγsinα????cosβcosα????cosγsinβcosα+sinγsinα

sinγcosβ????????????????????-sinβ????????cosγcosβ。