[發明專利]一種智能計步運算方法

有效

• 申請號: 201810523458.3
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108937852B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 馬長坤
• 申請（專利權）人: 深圳市北高智電子有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01C22/00
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭西洋;蘇芳

本發明公開了一種智能計步運算方法，包括：步驟a：采集用戶三軸加速度a_x、a_y、a_z；步驟b：根據三軸加速度信息判斷用戶是否處于運動狀態，選擇執行計步步驟、睡眠監測步驟或放棄；其中計步步驟采用滑動濾波加模糊計步采用并有效性計權的方式進一步評價峰值、谷值的可信度的方式，運算量小操作簡單，應用于可穿戴設備上，需要的代碼量小，同時還能保證計步的精度；睡眠監測步驟基于睡眠的規律性，采用三軸加速度判定睡眠或久坐狀態，簡單有效的實現了睡眠狀態的監控，具體可以監測到淺睡、深睡時長并做出時間片分割，同時還能夠有效避免將久坐、床上看書、看電影等狀態等誤判為睡眠。

技術領域

本發明涉及智能健康管理領域，特別涉及一種智能計步運算方法。

背景技術

隨著可穿戴設備技術的快速發展，計步器以及睡眠質量管理系統等應用得到了廣泛的應用，但現有的計步器大多是以自適應算法、前向預測法、adaboost KNN算法、卡爾曼濾波算法等來實現濾除噪聲的效果，其運算復雜，運算量大，應用在可穿戴設備上，占用運行空間大。

另外，現有的多數計步算法都是以固定閾值為參照來判定是否計步，不能及時響應用戶運動狀態的變化，使得計步結果失真較為嚴重。

而且現有的具有可穿戴設備中一般都只有計步或睡眠監測中的一項功能，或者是在一個設備中同時執行計步、睡眠監測兩個程序，但用戶僅會處于運動或不運動中的一個狀態，這導致了運行空間利用率大為降低，本發明基于此而研發。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種智能計步運算方法，具體方案包括：

步驟a：依次采集用戶三軸加速度a_x、a_y、a_z；

步驟b：根據三軸加速度信息判斷用戶是否處于活動狀態，若是，則執行計步步驟；若不是，則放棄或執行睡眠監測步驟；

所述計步步驟包括：

步驟101：數據合軸處理；按照公式計算合加速度并形成合加速度在時間軸上的變化曲線，其a_s為合加速度；

步驟102：依次對所述合加速度a_s進行滑動平均濾波處理；

步驟103：獲取加速度a_s的有效峰值Top和谷值Btm；

步驟104：分別對峰值Top、谷值Btm進行有效性計權；

步驟105：進行模糊計步；具體模糊計步方式為：獲取到峰值Top、谷值Btm時，檢查權重是否達到計步要求，未達到不計步；達到要求，則檢查前一狀態是否是計步，是則計步+1，若不在計步狀態，則從N步起計，并置為計步狀態，其中N為大于1的自然數；

步驟106：輸出計步結果。

優選地，所述步驟b中根據三軸加速度信息判斷用戶是否處于運動狀態的方法：預設有一個加速度臨界值，以超過該臨界值定為波動狀態，單次波動狀態在20s以上則判定為活動狀態，否則判定為非活動狀態。

優選地，所述臨界值為0.125g，其中g為重力加速度。

優選地，N＝10。

優選地，所述步驟102中滑動平均濾波處理具體方案是：每相鄰的五個數取平均值，得到第一階濾波數，再以第一階濾波數為基礎，相鄰的五個數取平均值，得到第二階數據。

優選地，步驟103具體的是通過比較加速度變化趨勢來得到峰值Top和谷值Btm，并通過以下方式濾除無效的峰值Top和谷值Btm：