一种计算单车踏频的方法、穿戴设备及存储介质技术

一种计算单车踏频的方法、穿戴设备及存储介质，该方法包括：获取加速度信号在第一时间窗口内的第一状态(201)；当确定所述第一状态包括骑行状态时，从所述加速度信号中确定特征点集合(202)，所述特征点集合中的特征点的时间分布均符合预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律；当确定所述特征点集合中存在特征点子集合满足预设的合理性条件时，确定所述第一状态为骑行状态(203)；根据所述特征点子集合计算在所述第一时间窗口内的圈数和踏频(204)。通过采用该方案，能够准确的确定骑行状态和计算出圈数和踏频。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种计算单车踏频的方法、穿戴设备及存储介质
本申请涉及运动器械领域，尤其涉及的是一种计算单车踏频的方法、穿戴设备及存储介质。
技术介绍
自行车车轮等转动载体的转速或速度时，一般将加速度计安装在自行车车轮等转动载体上。利用加速度计的输出信号，提取载体转动的向心加速度，通过向心加速度、转速和转动半径的关系得到转动载体的转速；或者在时域、频域内对加速度计输出的周期性信号进行检测，根据周期性信号计算得到载体转动的周期或频率，进而得到转动载体的转速或速度。但是安装在自行车上面的加速度计不是穿戴设备需要独立安装在转动载体上，且需要通过蓝牙等通信方式才能传输加速度计的输出信号，使用不便。目前的穿戴设备中配置了加速度计等传感器，用户将该穿戴设备佩戴在足部时，穿戴设备可通过传感器输出的信号来计算当前用户的步数，但是该穿戴设备并不能用来计算踏频和识别骑行状态。
技术实现思路
本申请提供了一种计算单车踏频的方法、穿戴设备及存储介质，能够解决现有技术中可穿戴设备不能计算踏频和不能自动识别骑行状态的问题。本申请第一方面提供一种计算单车踏频的方法，所述方法包括：获取加速度信号在第一时间窗口内的第一状态。当确定所述第一状态包括骑行状态时，从所述加速度信号中确定特征点集合，所述特征点集合中的特征点的时间分布均符合预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律。当确定所述特征点集合中存在特征点子集合满足预设的合理性条件时，确定所述第一状态为骑行状态。根据所述特征点子集合计算在所述第一时间窗口内的圈数和踏频。相较于现有技术，本申请提供的方案中，当确定第一状态包括骑行状态时，从加速度信号中确定特征点的时间分布符合预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律的特征点集合，然后进一步确定特征点集合中存在特征点子集合满足预设的合理性条件时，确定第一状态为骑行状态，再根据特征点子集合计算在第一时间窗口内的圈数和踏频。通过采用本方案，用户将穿戴设备穿戴在腿部后，不需要预先获取转动载体(例如自行车)的参数，更不需要将该穿戴设备安装在转动载体上，就能够准确的计算转动载体的圈数和踏频。在一些可能的设计中，所述获取第一时间窗口内加速度信号的第一状态，包括：获取三轴加速度信号；计算三轴加速度信号中各轴加速度信号的合加速度，合加速度是三轴加速度的平方和再开根号；根据所述合加速度确定所述第一状态。该加速度信号在第一时间窗内的第一状态可以是静止状态、跑步状态、走路状态、骑行状态，或者其他状态。通过合加速度确定第一状态，能够对三轴加速度信号在第一时间窗口的状态进行初步判断和筛选。在一些可能的设计中，所述特征点集合包括极大值点集合和极小值点集合，所述极大值点集合中的极大值点的时间分布，以及所述极小值点集合中的极小值点的时间分布均符合所述预设的周期性分布条件，满足周期性分布条件，且幅度符合相关物理规律，则表示这些极大值点和极小值点具备合理性，可用于后续计算圈数和踏频。在一些可能的设计中，所述从所述加速度信号中确定特征点集合，包括：从所述加速度信号中确定第一极大值点集合和第一极小值点集合。计算第一极小值点和第二极小值点关于第一极大值点的时间比和幅度比，其中，所述第一极大值点为所述第一极大值点集合中的极大值点，所述第一极小值点和所述第二极小值均为所述第一极小值点集合中的极小值点，所述第一极小值和所述第二极小值分别为所述第一极大值点相邻的极值点。当所述时间比在第一数值范围内且所述幅度比在第二数值范围内时，确定所述第一极大值点在时间分布符合所述预设的合理性条件，得到所述极大值点集合和所述极小值点集合。可选的，还可以设置预设阈值或自适应阈值对极大值点集合中的极大值点的合理性进行判断。在一些可能的设计中，所述时间比为[t(x)-t(y1)]/[t(y2)-t(x)]，所述幅度比为[acc_f(x)-acc_f(y1)]/[acc_f(y2)-acc_f(x)]；其中，t(x)为所述第一极大值点x1对应的时间点，t(y1)为所述第一极小值点y1对应的时间点，t(y2)为所述第二极小值点y2对应的时间点，acc_f(x)表示所述加速度信号在x的幅度值，acc_f(y1)表示所述加速度信号在y1的幅度值，acc_f(y2)表示所述加速度信号在y2的幅度值。若对所述加速度信号进行滤波处理，那在计算所述时间比和幅度比时，acc_f(x)、acc_f(y1)和acc_f(y2)均为滤波处理后的加速度信号的幅度值，若未对所述加速度信号进行滤波处理，那在计算所述时间比和幅度比时，acc_f(x)、acc_f(y1)和acc_f(y2)均为原始加速度信号的幅度值，具体本申请不作限定。在一些可能的设计中，所述得到所述极大值点集合和所述极小值点集合之后，方法还包括：从所述极大值点集合选取一组极大值点；根据所述预设的合理性条件对所述一组极大值点进行合理性判断，所述预设的合理性条件至少包括以下项之一：合加速度平均值与圈数的第一比值大于第一阈值；或者，相邻极大值点的时间间隔的第一标准差小于第二阈值；或者，有效极大值点个数与原始极大值点个数的第二比值大于第三阈值；或者，极大值点幅度值之差的第二标准差小于第四阈值；或者，速度低于第一数值的速度对应的圈数不大于第一圈数，速度高于第一数值且小于第二数值的速度对应的圈数不大于第二圈数，所述第一圈数小于所述第二圈数。在一些可能的设计中，所述确定所述加速度信号在所述第一状态为骑行状态之后，方法还包括：获取所述加速度信号在第二时间窗的第二状态和在第三时间窗口的第三状态，所述第二时间窗口、所述第三时间窗口和所述第一时间窗口在时域上相邻且递增排列；根据所述第二状态和所述第一状态对所述第三状态进行状态修正。在一些可能的设计中，所述根据所述第二状态和所述第一状态对所述第三状态进行状态修正，包括：当所述第二状态与所述第一状态均为非骑行状态，且所述第三状态为骑行状态时，将所述加速度信号在所述第三时间窗口内的状态修正为非骑行状态，将所述第三时间窗口内的圈数置0；或者，当所述第二状态与所述第一状态均为骑行状态，且所述第三状态为非骑行状态时，将所述加速度信号在所述第三时间窗口内的状态修正为骑行状态。在一些可能的设计中，当所述第二状态与所述第一状态均为骑行状态，且所述第三状态为非骑行状态时，所述方法还包括：根据所述加速度信号在所述第三时间窗口内的特征点集合计算第二圈数；当所述第二圈数与所述第一圈数的比值在第三数值范围内时，确定所述加速度信号在所述第三时间窗口的状态为骑行状态，并将记录的所述第三时间窗口内的圈数更新为所述第二圈数。在一些可能的设计中，所述特征点集合为交点集合，所述交点集合中的交点为所述加速度信号与均值的交点，所述均值是指所述加速度信号中所有时间点的加速度的平均值。这些交点的时间分布均符合所述预设的周期性分布条件，且幅度符合相关物理规律。在一些可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算单车踏频的方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取加速度信号在第一时间窗口内的第一状态；/n当确定所述第一状态包括骑行状态时，从所述加速度信号中确定特征点集合，所述特征点集合中的特征点的时间分布均符合预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律；/n当确定所述特征点集合中存在特征点子集合满足预设的合理性条件时，确定所述第一状态为骑行状态；/n根据所述特征点子集合计算在所述第一时间窗口内的圈数和踏频。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种计算单车踏频的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取加速度信号在第一时间窗口内的第一状态；
当确定所述第一状态包括骑行状态时，从所述加速度信号中确定特征点集合，所述特征点集合中的特征点的时间分布均符合预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律；
当确定所述特征点集合中存在特征点子集合满足预设的合理性条件时，确定所述第一状态为骑行状态；
根据所述特征点子集合计算在所述第一时间窗口内的圈数和踏频。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一时间窗口内加速度信号的第一状态，包括：
获取三轴加速度信号；
计算三轴加速度信号中各轴加速度信号的合加速度；
根据所述合加速度确定所述第一状态。


根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特征点集合包括极大值点集合和极小值点集合，所述极大值点集合中的极大值点的时间分布，以及所述极小值点集合中的极小值点的时间分布均符合所述预设的周期性分布条件，且幅度符合物理规律。


根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从所述加速度信号中确定特征点集合，包括：
从所述加速度信号中确定第一极大值点集合和第一极小值点集合；
计算第一极小值点和第二极小值点关于第一极大值点的时间比和幅度比，其中，所述第一极大值点为所述第一极大值点集合中的极大值点，所述第一极小值点和所述第二极小值均为所述第一极小值点集合中的极小值点，所述第一极小值和所述第二极小值分别为所述第一极大值点相邻的极值点；
当所述时间比在第一数值范围内且所述幅度比在第二数值范围内时，确定所述第一极大值点在时间分布符合所述预设的合理性条件，得到所述极大值点集合和所述极小值点集合。


根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时间比为[t(x)-t(y1)]/[t(y2)-t(x)]，所述幅度比为[acc_f(x)-acc_f(y1)]/[acc_f(y2)-acc_f(x)]；
其中，t(x)为所述第一极大值点x1对应的时间点，t(y1)为所述第一极小值点y1对应的时间点，t(y2)为所述第二极小值点y2对应的时间点，acc_f(x)表示所述加速度信号在x的幅度值，acc_f(y1)表示所述加速度信号在y1的幅度值，acc_f(y2)表示所述加速度信号在y2的幅度值。


根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述得到所述极大值点集合和所述极小值点集合之后，方法还包括：
从所述极大值点集合选取一组极大值点；
根据所述预设的合理性条件对所述一组极大值点进行合理性判断，所述预设的合理性条件至少包括以下项之一：
合加速度平均值与圈数的第一比值大于第一阈值；
或者，相邻极大值点的时间间隔的第一标准差小于第二阈值；
或者，有效极大值点个数与原始极大值点个数的第二比值大于第三阈值；
或者，极大值点幅度值之差的第二标准差小于第四阈值；
或者，速度低于第一数值的速度对应的圈数不大于第一圈数，速度高于第一数值且小于第二数值的速度对应的圈数不大于第二圈数，所述第一圈数小于所述第二圈数。


根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述加速度信号在所述第一状态为骑行状态之后，方法还包括：
获取所述加速度信号在第二时间窗的第二状态和在第三时间窗口的第三状态，所述第二时间窗口、所述第三时间窗口和所述第一时间窗口在时域上相邻且递增排列；
根据所述第二状态和所述第一状态对所述第三状态进行状态修正。


根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二状态和所述第一状态对所述第三状态进行状态修正，包括：
当所述第二状态与所述第一状态均为非骑行状态，且所述第三状态为骑行状态时，将所述加速度信号在所述第三时间窗口内的状态修正为非骑行状态，将所述第三时间窗口内的圈数置0；
或者，当所述第二状态与所述第一状态均为骑行状态，且所述第三状态为非骑行状态时，将所述加速度信号在所述第三时间窗口内的状态修正为骑行状态。


根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述第二状态与所述第一状态均为骑行状态，且所述第三状态为非骑行状态时，所述方法还包括：
根据所述加速度信号在所述第三时间窗口内的特征点集合计算第二圈数；
当所述第二圈数与所述第一圈数的比值在第三数值范围内时，确定所述加速度信号在所述第三时间窗口的状态为骑行状态，并将记录的所述第三时间窗口内的圈数更新为所述第二圈数。


根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特征点集合为交点集合，所述交点集合中的交点为所述加速度信号与均值的交点，所述均值是指所述加速度信号中所有时间点的加速度的平均值。


根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加速度信号为所述三轴加速度信号中的重力轴加速度信号。


一种穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括：
获取模块，用于获取加速度信号在第一时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宜欣，董辰，陈霄汉，王宇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44