当前位置: 首页 > 专利查询>深圳大学专利>正文

基于三轴加速度传感器的计步方法及装置制造方法及图纸

技术编号:14393389 阅读:98 留言:0更新日期:2017-01-10 22:12
本发明专利技术公开了一种基于三轴加速度传感器的计步方法及装置,该方法包括:检测该目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及该峰值点的个数和该谷值点的个数,将该峰值点或该谷值点的个数作为该步频特征,根据该步频特征确定该人物的运动类型,并利用该运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在该目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点,将该目标峰值点的个数或该目标谷值点的个数作为该人物运动的步数,这样通过提取人物的步频特征可以判断人物的不同运动状态,利用每个运动状态对应有不同的时间窗口和峰谷值窗口,可以有效消除干扰,从而使得算出的步数更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子
,尤其涉及一种基于三轴加速度传感器的计步方法及装置
技术介绍
当前人们对慢跑、走步和散步等运动越来越热衷。通过科学的运动不但可以预防疾病、改善生活状态,还可以防止运动损伤。为了满足大众需求,市面上推出了许多智能设备,如运动手环、运动脚环等设备,其中该等设备最基本的功能便是计算步数。好的计算步数的方法算出的步数才能更加贴近实际步数,因此计算步数的方法尤为重要。现有技术中,计算步数的方式分为以下两类:一类是峰值检测方式,该方法从传感器获取的正弦波形拐点判断步伐;另一类是动态阈值判断方式,该方法从传感器获取的正弦波形下降区判断步伐。第一类计步方式容易受到外部因素的干扰而导致计步不准确,例如,智能运动手环,手腕的动作容易导致计步不准确。第二类计步方式在运动状态发生变换时,还是按照前一个运动状态来计算步伐,导致计步不准确,进而影响了计步准确性。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于三轴加速度传感器的计步方法及装置,旨在解决因现有技术中的计步方法容易受到外部因素的干扰或者无法根据运动状态来计算步伐所导致的计步不准确的问题。本专利技术提供的一种基于三轴加速度传感器的计步方法,包括:通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理得到目标加速度信号的波形;检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数;将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点;将所述目标峰值点的个数或所述目标谷值点的个数作为所述人物运动的步数。本专利技术提供的一种基于三轴加速度传感器的计步装置,包括:通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理,得到目标加速度信号的波形;检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数;将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点;将所述目标峰值点的个数或所述目标谷值点的个数作为所述人物运动的步数。本专利技术提供的基于三轴加速度传感器的计步方法及装置,通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理,得到目标加速度信号的波形;检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数;将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点;将所述目标峰值点的个数或所述目标谷值点的个数作为所述人物运动的步数,这样通过提取人物的步频特征可以判断人物的不同运动状态,利用每个运动状态对应有不同的时间窗口和峰谷值窗口,可以有效消除干扰,从而使得算出的步数更加准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1是本专利技术第一实施例提供的基于三轴加速度传感器的计步方法的实现流程示意图;图2是本专利技术第二实施例提供的基于三轴加速度传感器的计步方法的实现流程示意图;图3是本专利技术第三实施例提供的基于三轴加速度传感器的计步装置的结构示意图;图4是本专利技术第四实施例提供的基于三轴加速度传感器的计步装置的结构示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1,图1为本专利技术第一实施例提供基于三轴加速度传感器的计步方法的实现流程示意图,可应用于手机、智能手表、智能手环、智能鞋垫、智能跑鞋等具有计步功能的移动终端中,图1所示的基于三轴加速度传感器的计步方法,主要包括以下步骤:S101、通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,并将该加速度数据通过预处理,得到目标加速度信号的波形。三轴加速度传感器可以检测运动物体的加速度信号。在本专利技术实施例中,通过三轴加速度传感器可以测量人运动时的三维加速度数据,对该加速度数据进行预处理,以得到目标加速度信号的波形。该预处理用于消除直流电平和噪声。S102、检测该目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及该峰值点的个数和该谷值点的个数。该目标加速度信号的波形包括波峰和波谷。S103、将该峰值点或该谷值点的个数作为该人物的步频特征,根据该人物的步频特征确定该人物的运动类型,并利用该运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在该目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点。时间窗口和峰谷值窗口均是预先设置的参数。峰值点的个数等于谷值点的个数。可选地,将该峰值点和该谷值点个数的总和的平均值作为该人物的步频特征。该运动类型为根据人物步频特征划分的类型。S104、将该目标峰值点的个数或该目标谷值点的个数作为该人物运动的步数。这里由于目标峰值点的个数和目标谷值点的个数相同,所以确定该人物的运动步数还可以为:将目标峰值点和目标谷值点个数的总和的平均值作为该人物的运动步数。需要说明的是,波形中的一个目标峰值点和一个目标谷值点表示人物的一步,也就是说,排列在波形中的第一个目标峰值点和第一目标谷值点表示人物的一步,排列在波形中的第二个目标峰值点和第二个目标谷值点表示该人物的更一步,依次类推,由于这样的原理且为了便于计算,所以将该目标峰值点的个数或该目标谷值点的个数作为该人物运动的步数。本专利技术实施例中,通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将该加速度数据通过预处理得到目标加速度信号的波形,检测该目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及该峰值点的个数和该谷值点的个数,将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用该运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在该目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点,将该目标峰值点的个数或该目标谷值点的个数作为该人物运动的步数,这样通过提取人物的步频特征可以判断人物的不同运动状态,利用每个运动状态对应有不同的时间窗口和峰谷值窗口,可以有效消除干扰,从而使得算出的步数更加准确。请参阅图2,图2为本专利技术第二实施例提供的基于三轴加速度传感器的计步方法的实现流程示意图,可应用于手机、智能手表、智能手环、智能鞋垫、智能跑鞋等具有计步功能的移动终端中,图2所示本文档来自技高网...
基于三轴加速度传感器的计步方法及装置

【技术保护点】
一种基于三轴加速度传感器的计步方法,其特征在于,包括:通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理,得到目标加速度信号的波形;检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数;将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点;将所述目标峰值点的个数或所述目标谷值点的个数作为所述人物运动的步数。

【技术特征摘要】
1.一种基于三轴加速度传感器的计步方法,其特征在于,包括:通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理,得到目标加速度信号的波形;检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数;将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型,并利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点;将所述目标峰值点的个数或所述目标谷值点的个数作为所述人物运动的步数。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度数据,将所述加速度数据通过预处理得到目标数据,并由所述目标数据形成目标加速度信号的波形包括:通过三轴加速度传感器获取人物运动时的加速度信号的时间序列数据,并将所述时间序列数据进行取模求和运算或者平方和求根运算的数据合成运算,以得到合成的数据;将所述合成的数据进行带通滤波,以得到滤波后的加速度信号,其中所述带通滤波的截止频率范围为[0.5,5]Hz;将所述滤波后的加速度信号进行平滑处理,得到所述目标加速度信号的波形。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述检测所述目标加速度信号的波形中峰值点和谷值点,并根据检测结果确定峰值点和谷值点以及所述峰值点的个数和所述谷值点的个数包括:通过预置的滑动窗口,判断所述目标加速度信号的波形在所述滑动窗口内的采样点是否为待确认峰值点或待确认谷值点;若是,则判断相邻两个待确认峰值点的数值之间的采样点数是否属于预置范围,并判断相邻两个待确认谷值点的数值之间的采样点数是否属于所述预置范围,其中所述预置范围为0.2*fs到5*fs,fs为所述三轴加速度传感器的固有采样频率;若是,则确定所述待确认峰值点为峰值点,以及确定所述待确认谷值点为谷值点;确定所述峰值点的个数和所述谷值点的个数。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述峰值点或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征,根据所述人物的步频特征确定所述人物的运动类型包括:预置目标数量的基准运动类型,并为静止或干扰类型之外的基准运动状态设置预置步频范围,其中所述基准运动类型包括:慢走类型、快走类型、跑步类型以及所述静止或干扰类型;将所述峰值点的个数或所述谷值点的个数作为所述人物的步频特征;判断所述人物的步频特征是否属于所述预置步频范围;若是,确定所述人物的运动类型为所述预置步频范围所对应的基准运动类型。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述利用所述运动类型对应的预置的时间窗口以及预置的峰谷值窗口,在所述目标加速度信号的波形中确定目标峰值点和目标谷值点包括:判断相邻的峰值点和谷值点之间的时间间隔是否位于所述运动类型对应的预置的时间窗口内,以及判断相邻的峰值点和谷值点的数值之差是否大于预置门限值,所述预置门限值为预置时间段内的目标峰值点和目标谷值点之差的中位数乘以比例系数,其中所述比例系数为[0.5,0.9];若判断结果均为是,则确定所述峰值...

【专利技术属性】
技术研发人员:阳召成郑鑫博任小雪刘薇朱志远李钢
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1