一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于定位技术改进领域，提供了一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法，包括：使实验人员在特定运动路径范围内运动，通过肌电传感器采集肌电信号，并计算行走步数；根据肌电图的数据，通过一系列的信号处理方法对肌电信号进行预处理，计算行走步数，并对不同的运动状态进行分类；针对分类所得到的不同运动步态建立经验模型，得到每一种运动状态下的步长；另一方面，通过综合GPS所提供的运动起始点、肌电信号得到的步态数据以及电子罗盘得到方位数据，从而提供在室外环境下、从室外进入室内、室内环境下行人位置的对应点。利用肌电信息经过简单的计算，有效的提高了定位的准确性。

An indoor and outdoor integrated positioning method and system based on EMG data

【技术实现步骤摘要】
一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法及系统
本专利技术属于定位技术改进领域，尤其涉及一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法及系统。
技术介绍
如今，全球导航定位系统(GNSS)能够为人们提供高精度的室外定位服务，基于位置的服务也已然成为当今智能移动设备的标准功能。然而，由于建筑物对卫星信号的遮挡，GNSS不能够在室内进行使用，并提供同样高精度的室内定位服务。同时，随着移动位置信息服务的发展，人们对于导航应用的需求也逐渐从室外导航转变为了无缝的室内外一体化导航。因此，室内定位与导航亟待拓展深耕。为了在室内环境中也能提供连续的导航信息、实现人员的位置监控，目前常见的室内导航技术包括有WIFI定位、射频识别(RFID)定位、蓝牙(BLUETOOTH)定位和UWB定位和行人航位推算技术(PDR)等。然而在以上技术中，大部分缺点有二：其一，需要铺设专门的设备用于定位；其二，需要后期投入人力物力加以维护。即便是对于WIFI来说，就算其具有普遍存在性、部署成本较低，但WIFI信号也易受到干扰，从而产生较大幅度的跳变，有着一定的不稳定性；且WIFI信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述室内外一体化定位方法包括以下步骤：/nS1、通过放置在人体下肢上的肌电传感器采集实验人员不同运动模式下的肌电信号；/nS2、根据获取的肌电信息数据通过信号处理对肌电信号进行预处理计算行走步数并对不同的运动状态进行分类；/nS3针对分类所得到的不同运动步态建立经验模型得到每种运动状态下的步长；/nS4、根据获取的机电信号的步态数据通过GPS提供的运动起始点及电子罗盘提供的方位数据获取在室外环境下、从室内进入室内、室内环境下行人位置的对应点。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述室内外一体化定位方法包括以下步骤：
S1、通过放置在人体下肢上的肌电传感器采集实验人员不同运动模式下的肌电信号；
S2、根据获取的肌电信息数据通过信号处理对肌电信号进行预处理计算行走步数并对不同的运动状态进行分类；
S3针对分类所得到的不同运动步态建立经验模型得到每种运动状态下的步长；
S4、根据获取的机电信号的步态数据通过GPS提供的运动起始点及电子罗盘提供的方位数据获取在室外环境下、从室内进入室内、室内环境下行人位置的对应点。


2.根据权利要求1所述的基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括以下步骤：
S21、对肌电传感器获得的左右下肢四种肌肉信号的数据进行整合并进行滤波消除漂移；
S22、使用50Hz陷波器进行滤波去除50Hz工频干扰；
S23、滤波后综合左右下肢腓肠肌外侧头的肌电图信号周期得到步态周期计算运动步数；
S24、根据获取准确的运动步数提取各个肌电传感器所得到的肌电信号峰值，根据峰值求得：平均绝对值(MAV)：均方根(RMS)：平均绝对误差(MADV)：其中，TP代表峰值周期p的时间延迟；p代表峰值周期p；Sp(t)代表峰值周期p在t时刻所得到的EMG数据序列；t代表在t时刻；代表峰值周期p在t时刻所得到的EMG数据序列的平方；Sp(t+1)代表峰值周期p在t+1时刻所得到的EMG数据序列；
S25、根据S24所得到的信号数据，采用线性判别分析对不同的运动模式进行分类。


3.根据权利要求2所述的基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S31、根据不同运动模式的分类设定上下楼梯以及静止情况下的步长；
S32、根据不同运动模式的分类对其他运动模式建立步长模型计算不同运动模式下的步长。


4.根据权利要求3所述的基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括以下步骤：
S41、根据获得的各个运动模式的行进步数、运动模式的步长、智能终端的罗盘读书以及GPS系统记录的起始点利用位移的计算方法定位出实验者的位置。


5.根据权利要求4所述的基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述步骤S1中实验人员的运动路径为室内路径和室外路径，实验选取的下肢肌电信号的肌肉包括股外侧肌、股直肌、腓肠肌外侧头以及腓肠肌内侧头，每块肌肉部位放置一个肌电传感器，所述肌电传感器沿着肌肉的纵向中线与肌纤维平行。


6.根据权利要求5所述的基于肌电数据的室内外一体化定位方法，其特征在于，所述步骤S1中实验人员测试的运动模式包括静止、行走、上楼梯、下楼梯、上...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍楷舜，万钰滢，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44