[發(fā)明專利]一種基于智能移動(dòng)終端設(shè)備的行人步長(zhǎng)估計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410856737.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN104535077A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢久超;裴凌;鄒丹平;劉佩林;郁文賢;錢鎧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C22/00
• 分類號(hào): G01C22/00;G01C21/12
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于移動(dòng)終端的行人步長(zhǎng)估計(jì)方法，其特征在于，包括：

S1：步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)根據(jù)從加速度傳感器、陀螺儀、磁力計(jì)采集的傳感信息和從用于獲得圖像的攝像頭采集的光流信息計(jì)算和存儲(chǔ)當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)，并根據(jù)已存儲(chǔ)的估計(jì)步長(zhǎng)計(jì)算并保存步長(zhǎng)估計(jì)模型；

S2：輸出控制器(114)判斷所述步長(zhǎng)估計(jì)模型是否收斂，若收斂，則輸出控制器(114)將所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)輸出后進(jìn)入S3，若不收斂，則進(jìn)入S6；

S3，傳感器信號(hào)采集器(111)僅采集加速度傳感器的傳感信息；

S4，步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)根據(jù)所述加速度傳感器的傳感信息和所述步長(zhǎng)估計(jì)模型計(jì)算新的估計(jì)步長(zhǎng)；

S5，輸出控制器(114)將所述新的估計(jì)步長(zhǎng)輸出，返回S3；

S6，對(duì)所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)進(jìn)行異常步長(zhǎng)濾波處理：

若所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)為異常點(diǎn)，則剔除該異常點(diǎn)，并將所述步長(zhǎng)估計(jì)模型還原至上一次計(jì)算的結(jié)果；

若所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)不是異常點(diǎn)，則將所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)輸出；

然后返回S1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中所述步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)計(jì)算所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)的過(guò)程包括：

信息捕獲器(112)根據(jù)加速度傳感器的傳感信號(hào)獲得行人運(yùn)動(dòng)信息，并傳至所述步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)，所述步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)根據(jù)從陀螺儀、磁力計(jì)采集的傳感信息、所述行人運(yùn)動(dòng)信息和所述光流信息計(jì)算所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)；

所述行人運(yùn)動(dòng)信息包含計(jì)步信息和步頻信息，

其中，所述計(jì)步信息是根據(jù)在計(jì)步點(diǎn)獲取的加速度的幅值信號(hào)獲得的，所述加速度的幅值信號(hào)：所述a_x、a_y、a_z表示加速度在空間中三維上的加速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，每個(gè)所述光流信息包含與一個(gè)時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的圖像；該圖像中包含光流向量(u,v)；

信息捕獲器(112)根據(jù)陀螺儀、磁力計(jì)的傳感信息獲得傳感器姿態(tài)信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步長(zhǎng)估計(jì)核心處理單元(113)包含地面光流選取器、位移轉(zhuǎn)換器、求和平均器以及步長(zhǎng)模型生成和存儲(chǔ)器；

所述步驟S1進(jìn)一步包括：

S11，所述地面光流選取器過(guò)濾所述光流信息中的干擾因素獲得去噪的光流信息，并為所述去噪的光流信息中的每個(gè)光流向量匹配自適應(yīng)權(quán)重其中，p表示像素點(diǎn)序號(hào)；v_t(p)表示光流向量，表示圖像上部的光流向量；

S12，所述位移轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述傳感器姿態(tài)信息和去噪的光流信息計(jì)算獲得位移信息，所述位移信息包含與時(shí)間戳對(duì)應(yīng)的位移向量(r,s)，在一個(gè)時(shí)間戳上獲得的位移向量為:

rt(p)=fy·hfx(y-cy)sinθ+fxfycosθ·ut(p)st(p)=fy·h[(y-cy)sinθ+fycosθ]2·vt(p),]]>

其中，p表示像素點(diǎn)序號(hào)；h表示攝像頭離地面的高度；y表示像素點(diǎn)的行坐標(biāo)；θ表示攝像頭平面與地面的夾角；f_x和f_y表示攝像頭的焦距，c_x和c_y表示攝像頭的主點(diǎn)；

S13，求和平均器對(duì)所述位移信息中的各位移信息加權(quán)求和后求平均，獲取每個(gè)圖像的估計(jì)位移樣本；

S14，步長(zhǎng)模型生成和存儲(chǔ)器根據(jù)時(shí)間戳、所述估計(jì)位移樣本和所述行人運(yùn)動(dòng)信息計(jì)算、保存并輸出所述當(dāng)下的估計(jì)步長(zhǎng)。