一种自适应零速区间检测方法技术

本发明专利技术提供了一种自适应零速区间检测方法，属于行人导航定位技术领域。包括：S1：实时获取惯性器件的输出数据，所述输出数据包括所述惯性器件的角速度信息和加速度信息；S2：根据所述角速度信息确定角速度零速检测的初始角速度能量阈值；S3：根据所述初始角速度能量阈值对角速度零速检测的滑动窗口进行角速度零速检测，确定所述滑动窗口内的检测点数目和所述滑动窗口对应的区间状态；S4：根据所述检测点数目和所述滑动窗口对应的区间状态对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整，得到基于所述初始角速度能量阈值的初始零速区间；S5：根据所述加速度信息对所述初始零速区间进行加速度零速检测，对所述初始零速区间进行修正，获得修正零速区间。

An adaptive zero speed interval detection method

The invention provides an adaptive zero speed interval detection method, which belongs to the technical field of pedestrian navigation and positioning. Including: S1: real-time acquisition of the output data of the inertial device, the output data including the angular velocity information and acceleration information of the inertial device; S2: Determination of the initial angular velocity energy threshold of the angular velocity zero speed detection based on the angular velocity information; S3: Determination of the angular velocity zero speed detection based on the sliding window of the angular velocity zero speed detection based on the initial angular velocity energy threshold The number of detection points in the sliding window and the interval state corresponding to the sliding window; S4: adaptively adjust the initial angular velocity energy threshold according to the number of detection points and the interval state corresponding to the sliding window to obtain the initial zero speed interval based on the initial angular velocity energy threshold; S5: advance the initial zero speed interval according to the acceleration information The acceleration zero speed detection is performed, and the initial zero speed range is modified to obtain the modified zero speed range.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应零速区间检测方法
本专利技术涉及行人导航定位
，具体涉及一种自适应零速区间检测方法。
技术介绍
零速更新方法是行人导航系统广泛采用的一种误差修正手段，其根据行人步态中周期性地存在零速区间的特点对导航解算的位置误差进行周期性清零。零速更新的前提是准确、有效地检测行人运动过程中的零速区间。常用的零速区间检测方法有加速度模值法、角速度模值法、加速度滑动标准差法或多种方法综合，但是，现有的零速区间检测方法中阈值设置固定或单一，不能根据步态的变化进行自适应调整，对多步态运动的适应性差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有零速区间检测方法对多步态适应性差的问题。本专利技术一方面提供一种自适应零速区间检测方法，包括：S1：实时获取惯性器件的输出数据，所述输出数据包括所述惯性器件的角速度信息和加速度信息；S2：根据所述角速度信息确定角速度零速检测的初始角速度能量阈值；S3：根据所述初始角速度能量阈值对角速度零速检测的滑动窗口进行角速度零速检测，确定所述滑动窗口内的检测点数目和所述滑动窗口对应的区间状态；S4：根据所述检测点数目和所述滑动窗口对应的区间状态对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整，得到基于所述初始角速度能量阈值的初始零速区间；S5：根据所述加速度信息对所述初始零速区间进行加速度零速检测，对所述初始零速区间进行修正，获得修正零速区间。可选地，所述S4步骤包括：S410：根据所述检测点数目计算所述滑动窗口对应的时间t；<br>S420：根据所述时间t和所述滑动窗口对应的区间状态对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整，得到基于所述初始角速度能量阈值的所述初始零速区间。可选地，所述S420步骤包括：当所述滑动窗口对应的区间状态为运动区间时，判断所述时间t的大小是否满足t1≤t≤t2，其中，t1为第一预设时间，t2为第二预设时间：是，回到S3步骤，对下一滑动窗口进行角速度零速检测；否，对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整，并根据所述初始角速度能量阈值的调整次数进行零速区间判断；当所述滑动窗口对应的区间状态为零速区间时，判断所述时间t的大小是否满足t≥t3，其中t3为第三预设时间：是，所述滑动窗口确定为所述初始零速区间；否，对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整，并根据所述初始角速度能量阈值的调整次数进行零速区间判断。可选地，当所述滑动窗口对应的区间状态为运动区间时，所述对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整步骤包括：当所述时间t的大小满足t＜t1时，减小所述初始角速度能量阈值Tω；当所述时间t的大小满足t＞t2时，增大所述初始角速度能量阈值。可选地，当所述滑动窗口对应的区间状态为零速区间时，所述对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整为：增大所述初始角速度能量阈值。可选地，所述并根据所述初始角速度能量阈值的调整次数进行零速区间判断包括：统计所述初始角速度能量阈值的调整次数，判断所述初始角速度能量阈值的调整次数是否超过预设值：否，回到S3步骤；是，判断所述滑动窗口是否为零速区间：是，所述滑动窗口确定为所述初始零速区间；否，回到S3步骤，对下一滑动窗口进行角速度零速检测。可选地，所述S5步骤包括：S510：根据所述初始零速区间内的初始零速区间检测点对应的所述加速度信息确定加速度零速检测的加速度幅值阈值；S520：根据所述加速度幅值阈值对所有所述初始零速区间检测点进行加速度零速检测，对所述初始零速区间进行修正，获得修正零速区间。可选地，所述S510步骤包括：S511：根据所述初始零速区间检测点对应的所述加速度信息计算所有所述初始零速区间检测点对应的加速度幅值；S512：对所有所述初始零速区间检测点对应的所述加速度幅值进行排序，根据排序后的所述加速度幅值生成临时区间；S513：根据所述临时区间内临时区间检测点对应的所述加速度幅值确定所述加速度幅值阈值。可选地，所述S520步骤包括：根据所述加速度幅值阈值依次对所述初始零速区间检测点进行加速度零速检测，获得所有零加速状态的所述初始零速区间检测点；根据所有零加速状态的所述初始零速区间检测点生成所述修正零速区间。可选地，所述步骤S2包括：S210：根据所述角速度信息计算前n(n≥1)个检测点的角速度能量；S220：根据所述角速度能量计算角速度能量均值和角速度能量标准差；S230：根据所述角速度能量均值和所述角速度能量标准差确定所述初始角速度能量阈值。本专利技术所述自适应零速区间检测方法，通过惯性器件输出的角速度信息确定初始角速度能量阈值，使得所述初始角速度能量阈值与行人的初始步态相匹配；再根据所述初始角速度能量阈值对滑动窗口进行角速度零速检测，确定所述滑动窗口内的检测点数目和所述滑动窗口对应的区间状态，并根据区间状态和所述检测点数目对所述初始角速度能量阈值进行自适应调整，通过渐进逼急的方式调整所述初始角速度能量阈值，得到基于所述初始角速度能量阈值的初始零速区间，降低了零速状态检测点的漏检几率；再通过加速度零速检测对所述初始零速区间进行修正，得到较为准确的所述修正零速区间，本专利技术所述自适应零速区间检测方法能够在行人运动过程中，渐进调整所述初始角速度能量阈值，能够实现多步态的零速区间检测，检测可靠性高，实用性强。附图说明图1为本专利技术所述自适应零速区间检测方法的总体流程图；图2为本专利技术所述自适应零速区间检测方法其中一种实施方式S2步骤的流程图；图3为本专利技术所述自适应零速区间检测方法其中一种实施方式中S4步骤的流程图；图4为本专利技术所述自适应零速区间检测方法其中一种实施方式中零速区间和运动区间示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。请参阅图4，在行人运动中以左脚为例：Pose1-Pose2为运动区间，也就是从左脚离开地面到脚掌与地面接触所对应步态过程为运动区间，Pose3-Pose4为零速区间，也就是左脚始终与地面接触所对应的步态过程为零速区间；在行人导航中，一般通过零速区间获得运动观测量而对运动参数进行修正，而在实际中脚掌着地对应的零速区间还包括速度为零，加速度不为零的情况，因此，一般都结合速度和加速度综合判断。而由于各人差异和多步态的存在，零速区间检测的适应性差。本专利技术的专利技术人根据长时间的研究，提出了一种渐进调整的自适应性零速区间检测方法。其主要依据为，不论行人处于何种步态，其零速区间不会过短，其运动区间不会过长。本专利技术首先通过对惯性器件的输出数据进行处理，得到角速度零速检测的初始角速度能量阈值，然后以渐进逼近的方式调整所述初始角速度能量阈值，直至行人步态初步符合行人运动基本规律，得到一个基于初始角速度能量阈值的初始零速区间，此时步骤主要目的是尽可能的不漏零速检测点，此时初始零速区间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应零速区间检测方法，其特征在于，包括：/nS1：实时获取惯性器件的输出数据，所述输出数据包括所述惯性器件的角速度信息和加速度信息；/nS2：根据所述角速度信息确定角速度零速检测的初始角速度能量阈值T

【技术特征摘要】
1.一种自适应零速区间检测方法，其特征在于，包括：
S1：实时获取惯性器件的输出数据，所述输出数据包括所述惯性器件的角速度信息和加速度信息；
S2：根据所述角速度信息确定角速度零速检测的初始角速度能量阈值Tω；
S3：根据所述初始角速度能量阈值Tω对角速度零速检测的滑动窗口进行角速度零速检测，确定所述滑动窗口内的检测点数目L和所述滑动窗口对应的区间状态；
S4：根据所述检测点数目L和所述滑动窗口对应的区间状态对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整，得到基于所述初始角速度能量阈值的初始零速区间；
S5：根据所述加速度信息对所述初始零速区间进行加速度零速检测，对所述初始零速区间进行修正，获得修正零速区间。


2.如权利要求1所述的自适应零速区间检测方法，其特征在于，所述S4步骤包括：
S410：根据所述检测点数目L计算所述滑动窗口对应的时间t；
S420：根据所述时间t和所述滑动窗口对应的区间状态对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整，得到基于所述初始角速度能量阈值Tω的所述初始零速区间。


3.如权利要求2所述的自适应零速区间检测方法，其特征在于，所述S420步骤包括：
当所述滑动窗口对应的区间状态为运动区间时，判断所述时间t的大小是否满足t1≤t≤t2，其中，t1为第一预设时间，t2为第二预设时间：是，回到S3步骤，对下一滑动窗口进行角速度零速检测；否，对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整，并根据所述初始角速度能量阈值Tω的调整次数进行零速区间判断；
当所述滑动窗口对应的区间状态为零速区间时，判断所述时间t的大小是否满足t≥t3，其中t3为第三预设时间：是，所述滑动窗口确定为所述初始零速区间；否，对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整，并根据所述初始角速度能量阈值Tω的调整次数进行零速区间判断。


4.如权利要求3所述的自适应零速区间检测方法，其特征在于，当所述滑动窗口对应的区间状态为运动区间时，所述对所述初始角速度能量阈值Tω进行自适应调整步骤包括：
当所述时间t的大小满足t＜t1时，减小所述初始角速度能量阈值Tω；
当所述时间t的大小满足t＞t2时，增大所述初始角速度能量阈值Tω。


5.如权利要求3所述的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清华，黄志威，闻帆，李新年，于文昭，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23