一种基于MEMS传感器的计步导航方法技术

技术编号:13747762 阅读:62 留言:0更新日期:2016-09-24 04:59
本发明专利技术公开了一种基于MEMS传感器的计步导航方法,包括以下步骤:S1,将传感器持握在行人胸前,通过传感器中的MEMS传感器分别收集行人从静止到运动状态的静止加速度和运动状态下的加速度、行人行走的航向角;S2,传感器中微控处理器采用二阶低通滤波方法调离出运动状态下加速度中的行人本身的重力加速度;S3,微控处理器会得到运动状态下的加速度数据中临时有效计步点,临时有效计步点中设置有计步点预设幅值;S4,微控处理器根据预算算法得出行走的步数、行人行走的航向角数据和步长,最终输出行走的步数和轨迹。本发明专利技术具有成本低、易携带、精度高的优点,比市场主流计步穿戴设备、计步手机软件准确率较高,更加适合室内计步导航的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航
,尤其涉及一种基于MEMS传感器的计步导航方法
技术介绍
随着科技的发展,人们对自身的健康指数、行为习惯愈加关注,催生了许多穿戴移动设备和手机应用。采用合适的方法分析人类步态,能够为健身、运动医学研究和定位导航提供更精确的信息。目前对于在室内使用的一般包括如下几种:第一种,用的是GPS定位技术,然而因为接收机接受的信号会受到建筑物的影响而衰减,从而影响在室内的定位导航精度;第二种,用的是WIFI无线定位导航技术,然而其覆盖半径较小,容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度;第三种,用的是RSSI定位技术,其RSSI信号强度定位技术建立合适的理论传播模型较难,覆盖半径较小,且在使用的时候用户的安全隐私不易保障。总而言之,现有的室内导航技术由于其部署成本较高,易受环境因素干扰,进而影响其定位精度,因而无法在室内进行精确的定位,从而无法满足室内导航的需求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术提供了一种基于MEMS传感器的计步导航方法。为了实现上述目的,本专利技术所采取的技术方案是:一种基于MEMS传感器的计步导航方法,包括以下步骤:S1,将传感器持握在行人胸前,通过传感器中的MEMS传感器分别收集行人从静止到运动状态的静止加速度和运动状态下加速度A={a1,a2,…aN

【技术保护点】
一种基于MEMS传感器的计步导航方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,将传感器持握在行人胸前,通过传感器中的MEMS传感器分别收集行人从静止到运动状态的静止加速度和运动状态下加速度A={a1,a2,…aN}、行人行走的航向角θ={θ1,θ2,…θN},MEMS传感器收集到的数据输出到微控处理器中进行处理,且MEMS传感器将静止加速度和运动状态下加速度A以txt格式传输到外置存储器中保存,运动状态下加速度A包含有行人本身的重力加速度G={g1,g2,…gN}和行人行走过程中竖直上下加速度aZ={aZ,1,aZ,2,…aZ,N},其中定义人体的三维坐标和传感器的三维坐标相一致,人体的正面行进方向定义为X轴,人体的左侧方向定义为Y轴,人体的竖直方向定义为Z轴;S2,传感器中设有二阶低通滤波器,二阶低通滤波器会从存储器中保存的运动状态下加速度A中调离出运动状态下行人本身的重力加速度G,其中调离出运动状态下加速度A中的行人本身的重力加速度G的具体公式为:其中公式中T为采样周期,a”i为二阶滤波后的输出第i个数据,ai,为一阶段滤波后输出的第i个数据,ameas,i为运动状态下加速度A数据中的第i个数据,τ=1/(2*π*0.1),a’i‑1为一阶滤波后输出的第i‑1个数据,a”i‑1为二阶滤波后输出的第i‑1个数据,最终输出数据a”i为行人本身的重力加速度G;S3,传感器设备中有微控处理器,微控处理器根据预算算法遍历整个行人从静止到运动状态的静止加速度和运动状态下的加速度A,得到和运动状态下的加速度中有效计数点,即记为临时有效计步点B={b1,b2,…bn},临时有效计步点中设置有计步点预设幅值aT,临时有效计步的采样点的间隔阈值设有T1和T2;S4,通过上述步骤3中的微控处理器得到计步点预设幅值aT作为参考阈值,微控处理器中设置有比较器,临时有效计步点B={b1,b2,…bn}得出临时有效计步点的峰值BT={BT1,BT2,…BTn},通过比较器将行人行走过程中所有临时有效计步点的峰值BT与参考阈值aT相比较,如果行人行走过程中的临时有效计步点的峰值BT均大于参考阈值aT,微控处理器就会采取临时有效计步的间隔阈值为T2,如果行人行走过程中所有临时有效计步点的峰值BT均小于参考阈值aT,微控处理器就会采取临时有效计步的间隔阈值为T1;S5,MEMS传感器得到的运动状态下加速度数据A={a1,a2,…aN}与行人本身的重力加速度G相比较,得出运动状态下加速度数据A={a1,a2,…aN}存在依次大于、小于行人本身的重力加速度G的数据;S6,微控处理器统计临时有效计步点,临时有效计步点间隔大于步骤4中参考阈值aT为有效的计步点,即为行走的步数D;S7,传感器中微控处理器会得出行走的步数D、行人行走的航向角θ和步长SL,最终输出行走的步数D和轨迹H。...

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS传感器的计步导航方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,将传感器持握在行人胸前,通过传...

【专利技术属性】
技术研发人员:楼喜中陟力孙宇
申请(专利权)人:杭州欣晟达信息技术有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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