[發明專利]基于三軸加速度傳感器的計步方法

有效

• 申請號: 202010043543.7
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111238527B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 李豐兵;蔡露;李子青;楊其遷;孟益方
• 申請（專利權）人: 桂林市優創電子科技有限公司
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: 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: 彭濤

1.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：

步驟S1，設置系統參數MinGap、MinMag、DeltaMag、PeaksGap、WinWidth、PPNum、StatusA的初始值；MinGap表示兩相鄰預計步波峰時間間隔需滿足的最小值；MinMag表示計步波峰幅度值的最低要求值；DeltaMag表示同一時間窗內計步波峰幅度值與該時間窗內合加速度的極小值之差的最低要求值；PeaksGap表示當前時間窗與最近獲得的預計步波峰之間的時間間隔；WinWidth表示移動時間窗寬度；PPNum表示預計步波峰個數；StatusA表示當前運動模式；

步驟S2，獲取三軸加速度信號，并通過公式計算合加速度值；round(·)表示四舍五入取整函數；

步驟S3，根據合加速度時間序列{A(t)，t＝1，2，3，…}判斷第n個移動時間窗內是否存在預計步波峰；

步驟S4，判斷當前運動模式；

步驟S5，判斷當前移動時間窗與最新獲得的計步波峰之間的時間間隔PeaksGap是否超過給定閾值PeaksGap0；

步驟S6，若當前移動時間窗內存在一個預計步波峰，則令預計步波峰個數PPNum加1，即PPNum＝PPNum+1，同時令計步狀態變量Status＝1，令PeaksGap＝0；

步驟S7，判斷預計步波峰個數PPNum是否大于計步最低要求值PPNum0；

步驟S8，提取計步過濾特征GapStd和ARate；GapStd表示最近N1個預計步波峰時間間隔的標準差，GapStd＝std(diff(PIV))；ARate表示合加速度A(t)變化趨勢的轉變頻率；

步驟S9，利用特征平面上兩線性分類器判斷合加速度的兩個特征GapStd和ARate是否滿足計步過濾條件；

步驟S10，在滿足所述步驟S9中計步過濾條件前提下，根據已確認的預計步波峰個數PPNum更新總步數；

步驟S11，步行狀態分類識別；

步驟S12，根據最新獲得的計步波峰的幅度值自適應調整參數MinGap、MinMag、DeltaMag。

2.如權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，所述步驟S3中，包括如下分步驟：

步驟S31，根據公式[MaxA,Mid]＝max{A(t),t∈[nw+1,(n+1)w]}計算A(t)在第n個移動時間窗[nw+1,(n+1)w]內的最大值MaxA及其索引Mid；w為移動時間窗寬度；

步驟S32，根據公式A0＝max{A(t),t∈[Mid-r,Mid+r]}計算合加速度A(t)在輔助時間窗[Mid-r,Mid+r]內的極大值A0；

步驟S33，判斷合加速度A(t)的極大值點(Mid,MaxA)是否滿足約束條件，如滿足約束條件則當前移動時間窗內存在一個預計步波峰，如不滿足約束條件，則當前移動時間窗內不存在預計步波峰。

3.如權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，所述步驟S8中，ARate特征值計算方法為利用最近N2秒內合加速度A(t)變化趨勢的轉變次數除以這段時間內采樣點個數。

4.如權利要求1所述的基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，所述步驟S9中，所述線性分類器包括第一線性分類器和第二線性分類器，所述第一線性分類器為g₁(ARate,GapStd)＝GapStd-k₁*ARate-b₁；第二線性分類器為g₂(ARate,GapStd)＝GapStd-k₂*ARate-b₂。

5.如權利要求4所述的基于三軸加速度傳感器的計步方法，其特征在于，所述計步過濾條件包括第一過濾條件和第二過濾條件，所述第一過濾條件為g₁(ARate,GapStd)0；第二過濾條件為g₂(ARate,GapStd)0。