[發明專利]一種基于局部峰值擬合的計步方法及計步器

在審

• 申請號: 202110231906.4
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN114485720A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 朱正輝;董佩超;龍春偉
• 申請（專利權）人: 北京天兵科技有限公司
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: G01C22/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種基于局部峰值擬合的計步方法，其特征在于，包括：

三自由度加速度計檢測三方向加速度值，由三方向加速度值計算整體加速度，繪制加速度曲線；

檢測所述加速度曲線的局部峰值；

對局部峰值進行篩選，剔除偽峰值；

基于剩余局部峰值點獲取步行時間間隔，處于有效步伐閾值范圍內的時間間隔作為有效步伐進行計數。

2.根據權利要求1所述的基于局部峰值擬合的計步方法，其特征在于，由三方向加速度值計算整體加速度a的算式為：

a_x、a_y、a_z為三自由度加速度計大地坐標系下X、Y、Z軸向加速度測量值。

3.根據權利要求1或2所述的基于局部峰值擬合的計步方法，其特征在于，檢測所述加速度曲線的局部峰值包括：

剔除所述加速度曲線上小于運動加速度下限值的點；

采用滑動窗口在剩余點中查找局部峰值。

4.根據權利要求2所述的基于局部峰值擬合的計步方法，其特征在于，對局部峰值進行篩選，剔除偽峰值包括：

當整體加速度a大于第一閾值時，判定為高速，當整體加速度a處于第一閾值與第二閾值之間時判定為中速，當整體加速度a低于第二閾值時判定為低速；第一閾值大于第二閾值，第二閾值大于所述加速度下限值；

當為高速時，對每個局部峰值兩側各選k1個點；當為中速時，對每個局部峰值兩側各選k2個點；當為低速時，對每個局部峰值兩側各選k3個點；k1k2k3；

對選取的點分別進行最小二乘擬合，當兩側斜率均大于閾值且乘積為負值時，則判斷為局部峰值，否則判斷為偽峰值，剔除偽峰值。

5.根據權利要求4所述的基于局部峰值擬合的計步方法，其特征在于，基于局部峰值檢測前一波谷和后一波谷的差值，作為步行時間間隔，如果處于有效步伐閾值范圍內，則計步數，否則不計步數；

計算波谷包括：采用最小二乘擬合波谷兩側曲線，計算擬合值和實測值的偏差值e，如果連續兩個偏差值e大于閾值σ，則取第一個偏差值e對應點為波谷點。

6.一種基于局部峰值擬合的計步器，其特征在于，包括三自由度加速度計，曲線獲取模塊，局部峰值檢測模塊，偽峰值剔除模塊以及計步模塊；

三自由度加速度計，檢測三方向加速度值；

曲線獲取模塊，由三方向加速度值計算整體加速度，繪制加速度曲線；

局部峰值檢測模塊，檢測所述加速度曲線的局部峰值；

偽峰值剔除模塊，對局部峰值進行篩選，剔除偽峰值；

計步模塊，基于偽峰值剔除模塊剔除后剩余局部峰值點獲取步行時間間隔，處于有效步伐閾值范圍內的時間間隔作為有效步伐進行計數。

7.根據權利要求6所述的基于局部峰值擬合的計步器，其特征在于，曲線獲取模塊由三方向加速度值計算整體加速度a的算式為：

a_x、a_y、a_z為三自由度加速度計大地坐標系下X、Y、Z軸向加速度測量值；

曲線獲取模塊還包括濾波單元，對整體加速度a進行數字濾波。

8.根據權利要求6或7所述的基于局部峰值擬合的計步器，其特征在于，局部峰值檢測模塊，檢測所述加速度曲線的局部峰值包括：

剔除所述加速度曲線上小于運動加速度下限值的點；

采用滑動窗口在剩余點中查找局部峰值。