[發(fā)明專利]一種基于手機(jī)加速度和陀螺儀傳感器的計(jì)步方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811084233.9
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109238301A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季曉勇;金偉旗;陳磊;谷宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C22/00
• 分類號(hào): G01C22/00;G01C21/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

1.一種基于手機(jī)加速度和陀螺儀傳感器的計(jì)步方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，采集用戶手機(jī)加速度和角速度數(shù)據(jù)，計(jì)算合加速度與合角速度幅值，并將合角速度幅值存入數(shù)組al中；

步驟2，對(duì)合加速度幅值進(jìn)行中值濾波；

步驟3，將合加速度幅值大于上閾值時(shí)的時(shí)間點(diǎn)記錄為t1，小于下閾值時(shí)的時(shí)間點(diǎn)記錄為t2，t1、t2單位均為ms，根據(jù)t1、t2判斷是否存在疑似邁步的合加速度曲線，如果是，轉(zhuǎn)入步驟4，否則轉(zhuǎn)入步驟1；

步驟4，將數(shù)組al中的值逐個(gè)與預(yù)設(shè)的合角速度閾值比較；

步驟5，如果數(shù)組al中所有的值均不超過(guò)合角速度閾值，則判定此刻為用戶邁出一步，將t1、t2、al重置，延遲t3時(shí)間后轉(zhuǎn)入步驟1；否則判定此刻為用戶原地操作手機(jī)，不計(jì)步，將t1、t2、al重置，轉(zhuǎn)入步驟1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1包括如下步驟：

步驟1-1：以100Hz頻率采集用戶手機(jī)加速度和角速度數(shù)據(jù)，手機(jī)的加速度傳感器獲取的是沿手機(jī)x、y、z三軸方向上的加速度，分別為x_a、y_a、z_a；陀螺儀傳感器獲取的是繞x、y、z三軸旋轉(zhuǎn)的角速度，分別為x_g、y_g、z_g，合加速度幅值為合角速度幅值為將合角速度幅值存入長(zhǎng)度為30的數(shù)組al中；

步驟1-2：陀螺儀傳感器剛開(kāi)始采樣時(shí)，數(shù)組al中數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)小于30，將新獲得的合角速度幅值按照al[0]～al[29]的順序存入，al[0]為數(shù)組a1中第一個(gè)位置；數(shù)組al中數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)達(dá)到30后，先刪除最左邊的數(shù)據(jù)al[0]，并將其余數(shù)據(jù)左移1位，而后將新獲得的合角速度幅值存入al[29]中；目的是保存當(dāng)前時(shí)刻前300ms內(nèi)的合角速度幅值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2包括：以3為窗口長(zhǎng)度對(duì)合加速度幅值進(jìn)行中值濾波，即將新獲得的合加速度幅值與前兩次獲得的合加速度幅值按照從小到大排序，取中間值作為當(dāng)前的合加速度幅值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3包括如下步驟：

步驟3-1：若當(dāng)前合加速度幅值大于上閾值10.91m/s²，記錄當(dāng)前時(shí)刻t1；若當(dāng)前合加速度幅值小于下閾值8.94m/s²，記錄當(dāng)前時(shí)刻t2；若當(dāng)前合加速度幅值介于8.94m/s²和10.91m/s²之間，則t1、t2保持不變；

步驟3-2：若t2減t1的值介于25和300之間，則判定當(dāng)前時(shí)刻存在從10.91m/s²下降到8.94m/s²的疑似邁步的合加速度曲線，轉(zhuǎn)入步驟4；否則轉(zhuǎn)入步驟1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4所述的合角速度閾值取值為2.65rad/s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟5包括如下步驟：

步驟5-1：若數(shù)組al中有值超過(guò)合角速度閾值，則判定檢測(cè)到的疑似邁步的合加速度曲線是用戶原地操作手機(jī)所致，不計(jì)步，將t1、t2、al重置，轉(zhuǎn)入步驟1；若數(shù)組al中所有值均不超過(guò)合角速度閾值，則判定檢測(cè)到的疑似邁步的合加速度曲線是用戶邁步所致，計(jì)步，將t1、t2、al重置，延遲t3時(shí)間后轉(zhuǎn)入步驟1；

步驟5-2：無(wú)論是否計(jì)步，t1、t2、al中數(shù)據(jù)都重置清零：令t1＝0，t2＝0，數(shù)組al中數(shù)據(jù)清空。