[發明專利]一種基于三軸加速度傳感器的計步系統及方法

在審

• 申請號: 201610125931.3
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105651303A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 徐思遠;王潤宇;朱月蘭;施化吉;周從華;劉志鋒;朱小龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;無錫恒創醫信科技發展有限公司;鎮江市衛生和計劃生育委員會
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: G01C22/00;G01C23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于三軸加速度傳感器的計步系統，其特征在于，包括采集模塊、數據處理模 塊、信息輸出模塊；

所述采集模塊采用三軸加速度傳感器，負責采集人手臂擺動的三軸加速度信息；

所述數據處理模塊根據采集模塊采集的信息在單步時長內捕捉手臂三軸加速度數據， 進行平滑濾波降噪處理，并記錄合加速度的最大值和最小值，依據最大值、最小值分別對 應的手臂三軸加速度數據計算出最大值對應的向量和最小值對應的向量之間的夾角，將夾 角與歩幅角度設定值進行比較來判斷是否計步成功，并調整后續計步中的單步時長和步幅 角度；

所述信息輸出模塊負責將數據處理模塊的計步統計結果輸出至屏幕上或通過語音播 報。

2.根據權利要求1所述的一種基于三軸加速度傳感器的計步系統，其特征在于，所述 數據處理模塊為手機內核處理器；所述信息輸出模塊為手機屏幕。

3.一種基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)預設自然狀態下人正常行走的單步采集時長和步幅判定角度；

(2)在單步采集時長內捕捉手臂擺動的三軸加速度數據并記錄合加速度；

(3)通過步驟(2)獲得的合加速度值取得單步時長內的合加速度最大值和最小值；

(4)通過步驟(3)獲得的最大值和最小值分別對應的三軸加速度數據，計算出最大 值對應的向量和最小值對應的向量之間的夾角；

(5)判斷夾角是否大于或等于預設步幅判定角度，若大于或等于則記步成功；

(6)若計步成功，將相鄰的五步的單步行走時長平均值加0.2秒作為下一步采集數據 時的單步采集時長，將相鄰五步的步幅角度平均值減小2度作為下一步的步幅判定角度。 重復步驟(1)-(5)；若計步不成功，則重復步驟(1)至(5)重新進行初始化計步；

(7)若計步失敗，重復步驟(1)-(5)，且仍使用未計步成功過的單步采集時長和步 幅判定角度。

(8)將計步統計結果顯示在設備屏幕上或通過語音播報給使用者，保存數據。

4.根據權利要求3所述的一種基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，所述 步驟(1)中的單步采集時長設為1秒，步幅判定角度設為15度。

5.根據權利要求3所述的一種基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，步驟 (2)中的合加速度Acc為三軸加速度數據的平方和的開方：

Acc=ax2+ay2+az2;]]>

其中a_x、a_y、a_z為三軸加速度的三軸數據。