[發明專利]電動跑步機控制系統及計步方法

在審

• 申請號: 201510815286.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN106730646A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李祥武;張亞軍;李芃
• 申請（專利權）人: 北京上方之道科技有限公司
• 主分類號: A63B24/00
• 分類號: A63B24/00;A63B22/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電動跑步機的計步方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

A、預先設定一組根據跑步機在空載、負載時候訓練得到的特征參數，所述負載至少包括站立、走、跑；如果跑步機工作時無法與云端服務器進行數據傳遞，那么將使用這些預設值進行跑步機的狀態判斷以及計步；如果跑步機可以和云端服務器進行數據傳遞，那么將使用云端服務器下載的特征參數進行狀態判斷以及計步；

B、跑步機工作時，電機控制板按照固定的頻率采集電機工作電流，并實時傳送給跑步機顯示儀表板上的運算單元；

C、運算單元首先利用電流以及預設值或者特征參數判斷這段電流對應負載狀態還是空載狀態；如果是空載狀態，過一定時間跑步機將會自動停止；如果是負載狀態，將進入下面的計步階段；

D、運算單元對負載狀態對應的電流信號進行處理，獲得電流的波形，并與預設波形參數值進行對比，根據對比結果，實現計步。

2.根據權利要求1所述的計步方法，其特征在于，所述運算單元在上述步驟D中，進一步包括：

運算單元對負載狀態對應的電流進行整型、低通濾波和中值濾波，去除干擾數據，然后確定電流波形起始點和終止點，求解出一個完整電流波形后，與預設波形參數值對比，若滿足預設要求，則當前步數加一。

3.根據權利要求1或2所述的計步方法，其特征在于，

所述步驟A中，通過機器學習獲取跑步機在空載、負載的不同狀態時，直流驅動電機的輸出電流的特征參數值；優選的，所述特征參數值包括以下任一參數或其組合：電流的大小值、均值、方差、峰度、熵。

4.根據權利要求3所述的計步方法，其特征在于，所述方法包括通過支持向量機算法判斷跑步機狀態，然后進行計步，其步驟如下：

a1、采集電流數據：事先采集跑步機在空載、負載狀態下跑步機輸出的電流數據，然后對不同狀態的電流數據進行標記；

b1、提取特征：對采集的不同狀態的電流數據求得的平均值和方差作為識別的特征，并對所述特征進行歸一化處理；

c1、訓練數據：將步驟b1得到的特征使用支持向量機算法進行訓練，得到 訓練結果參數；

d1、進行識別：用訓練好的支持向量機對跑步機實時輸出的電流數據進行識別，如果識別為空載，并且空載狀態持續一預設時間，跑步機停止；如果識別為負載，則進入步驟e1；

e1、計步數據預處理：對跑步機電流數據先后進行均值濾波和整型低通濾波，以去掉高頻噪聲；

f1、計步：對濾波后的電流數據計算波峰出現的次數，所述波峰出現的次數作為跑步機使用者的步數。

5.根據權利要求4所述的計步方法，其特征在于，對濾波后電流數據計算波峰出現次數的具體方法為：

判斷目前的電流狀態是變大還是變小，也就是處于波形的上升沿還是下降沿，如果當前是上升沿，則標記為波形的開始，并繼續判斷波形狀態，直到遇見下一個上升沿，標記為波形的結束；如果當前是下降沿，則繼續判斷波形狀態，直到遇見新的上升沿，才標記為波形的開始。

6.根據權利要求4所述的計步方法，其特征在于：所述步驟b1中的歸一化處理包括：

對采集的數據使用一滑動窗，依次滑過采集到的數據，對滑動窗內的數據求取平均值和方差；然后對均值和方差做歸一化；

所述歸一化的方法為：

$out=a\×\frac{in-\min }{\max -\min }-b$

其中out，in分別是歸一化后和歸一化前的特征值，min，max分別是特征值的最大值和最小值；a表示歸一化前后之間的調整系數，b表示歸一化前后之間的截距。