基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法及电子设备技术

本发明专利技术涉及惯性导航技术领域，具体涉及一种基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法及电子设备，本发明专利技术通过不同通带的巴特沃斯滤波器分别滤出水平加速度和垂直加速度，并对其幅度进行估计，判断加速度主分量并用于过零点检测，根据过零点集合得到过零点周期，对其进行平滑处理后剔除距离过近的假过零点。其鲁棒性较强，能够适应不同的行走姿态，计步结果也优于传统的计步法，能够有效区分行走中的水平加速度和垂直加速度分量，并能够选择较强的加速度分量用于过零检测，从而实现高精度计步。本发明专利技术可应用于内置加速度计的智能终端设备中，如智能手机、掌上电脑、个人数字设备和智能佩戴设备等。技术原理简单，具有很好的实用性和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法及电子设备
本专利技术涉及惯性导航
，具体涉及一种基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法及电子设备。
技术介绍
随着微机电系统(MEMS)技术的发展，基于微惯性传感器组合的惯性定位技术已成为人们研究的热点。惯性定位技术的核心部件三轴加速度计，具有成本低及体积小等优点。基于三轴加速度计的行人航迹推算(PDR)算法通过对行人步态、步长和航向等信息进行计算，进而提供位置信息，实现了行人自主定位。其中，基于三轴加速度计的计步算法准确与否直接影响着导航精度。目前，常用的计步算法主要包括峰值检测法和过零检测法这两大类。峰值检测法是通过检测人体行走时加速度信号出现的峰值来进行计步。过零检测法将加速度计的输出移除重力加速度分量后，通过检测零点的个数来进行计步。此类算法未考虑人体行走时对三轴加速度的复杂合成影响，此类影响主要包括水平加速度和垂直加速度。其中水平加速度频率只有垂直加速度的一半，由于不同人的行走姿态不同造成水平加速度和垂直加速度的强度不同，现有常规算法无法很好区分水平加速度和垂直加速度，存在鲁棒性差、计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1于内置加速度计的智能终端设备中获取加速度数据并进行预处理；/nS2利用双带通巴特沃斯滤波，分离加速度数据的水平加速度和垂直加速度；/nS3估计水平加速度和垂直加速度的幅度，并判别选定加速度的主分量；/nS4对加速度主分量进行过零检测，获得过零点集合；/nS5确定过零点周期，并依据前次过零点周期值对本次过零点周期进行平滑；/nS6剔除过零点集合中偏离过零点周期较多的假过零点，获得真实过零点集合；/nS7重新计算过零点周期，并作为前次过零点周期值循环S5；/nS8根据真实过零点集合，最终获得增加的计步值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1于内置加速度计的智能终端设备中获取加速度数据并进行预处理；
S2利用双带通巴特沃斯滤波，分离加速度数据的水平加速度和垂直加速度；
S3估计水平加速度和垂直加速度的幅度，并判别选定加速度的主分量；
S4对加速度主分量进行过零检测，获得过零点集合；
S5确定过零点周期，并依据前次过零点周期值对本次过零点周期进行平滑；
S6剔除过零点集合中偏离过零点周期较多的假过零点，获得真实过零点集合；
S7重新计算过零点周期，并作为前次过零点周期值循环S5；
S8根据真实过零点集合，最终获得增加的计步值。


2.根据权利要求1所述的基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法中，数据的预处理主要是对三轴加速度计采集得到的加速度数据ax、ay和az进行合成处理，合成方法如下：
a＝abs(ax)+abs(ay)+abs(az)。


3.根据权利要求1所述的基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法中，用巴特沃斯数字带通滤波器filterH(·)进行滤波得水平加速度aH：
aH＝filterH(a)
用巴特沃斯数字带通滤波器filterV(·)进行滤波得水平加速度aV：
aV＝filterV(a)。


4.根据权利要求1所述的基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法中，设定计数器，估算一秒采样时间内，分别估算水平和垂直加速度的最小值和最大值得到水平和垂直加速度幅度AH、AV，其中，






如果AH＞AV，则选择aH为加速度主分量，并进行后续的过零检测，否则，则选择aV为加速度主分量，并进行后续的过零检测。


5.根据权利要求1所述的基于三轴加速度计的双带通滤波计步方法，其特征在于，所述方法中，对加速度主分量过零检测时，
当加速度主分量为水平加速度时：
P1＝{t|aH(t-1)≤0,aH(t)＞0oraH(t-1)＞0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志为，曾婵，
申请(专利权)人：卡哈科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44