[发明专利]一种步态计步方法及计步器

说明书

技术领域

本发明涉及消费类应用电子技术领域，尤其涉及一种能够对使用者步数进行计数的步态计步方法及计步器的设计。

背景技术

计步器通过加速度传感器检测步行者的上下方向的加速度，并基于该检测值的变化而对步数或身体运动进行计数，并对该计数出的步数进行数值显示。近些年，计步器不仅能够计测步数，还能够对不同的步态，如走路状态、跑步状态等进行检测。

然而，在实际运动过程中，散步及慢跑是很多人选择的有氧运动方式，但是，悠闲的散步过程往往是慢走甚至踱步，即存在两只脚同时着地那样的移动状态，这两种运动方式将明显有别于常速走路时，即在一只脚着地的瞬间另一只脚随即腾空那样的移动状态，加速度的变化特征。相似的，跑步过程加速度变化剧烈，将导致计步器设备因为惯性而产生与人体不同步的震动，由此，跑步、慢走甚至踱步时每步中包含更多的噪声，尤其是对于腕带式计步器，噪声将被手部震动放大到跟特征点相混淆的程度。作为现有技术，申请号为：201110179731.3的中国专利申请提出利用检测加速度峰值及两步之间时间间隔长短来判定是否跨步，在此种方法中，若上述噪声峰值与跨步峰值之间时间间隔仍在设定的时间范围内，则噪声被误计，将产生计步偏多，若噪声峰值与跨步峰值之间时间间隔在设定的时间范围外，将造成此次跨步无效，导致漏计，因此将无法准确地对上述种类步态进行计数。

另外，在上述的现有的计步器中，当将计步器佩戴于手腕运动时，由于运动中存在摆臂动作，手臂摆动过程中的水平运动，会导致利用传统矢量合成求模值方法得到的加速度变化值减弱，这将不利于利用此加速度变化值并将其近似当做垂直加速度变化量来判断跨步的计步方案的检测；并且，当佩戴者快速步行时，摆臂频率提高，使得平行于摆臂方向的加速度变化增强，并且变化强度将大于垂直地面方向的加速度变化，这将不利于利用最大变化量加速度轴计步的计步器方案的跨步检测。因此，佩戴于手腕运动时会导致现有的计步器方案无法准确地对步数进行计数。同时，现有技术中对步态的检测仅仅利用时间间隔判断走步类型，很难精确的判断出正确步态，例如快走时摆臂频率往往较高，与慢跑频率相当，此时即会产生步态类型误判，从而使步态计步准确度降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中对步态检测存在的问题而提供一种步态计步方法及计步器。

本发明的技术方案是：一种步态计步方法，具体包括：

S1、加速度传感器根据设定的采用频率采集佩戴者运动时产生的加速度信号；

S2、对加速度传感器数数的加速度信号进行采样滤波，还原出加速度传感器所产生的加速度信号及时域波形中的特征值；

S3、在设定时间内根据所述步骤S2得到的加速度信号产生第一动态阀值参数、第二动态阀值参数以及动态时间参数；

S4、将当次采集到的加速度信号与所述步骤S3得到的第一动态阀值参数、第二动态阀值参数以及动态时间参数进行比较，若进行比较后符合要求则进入步骤S5，否则重新采集加速度信号进行比较；

S5、对满足所述步骤S4的数据进行检测，当首次开始拟计数且计数以设定的规律累计超过预设次数时，将拟计数进行步骤S6的判定，若当计数存在设定的规律，但突然失去规律超过预设的次数或时间时放弃此次拟计数，继续寻找规律；

S6、对两次拟计步之间的时间进行检测，并对形成拟计步的加速度数据进行检测，当两次拟计步之间的时间和加速度数据变化值同时符合设定条件时，判定使用者的此次计步的步态为步行状态、跑步状态、或是其他运动状态，否则放弃拟计步数据；

S7、对不同步态的计步结果进行统计分析，得出全部步数及不同运动状态的步数。

进一步的，所述步骤S1中的采用频率设定为50Hz。

进一步的，所述步骤S3中的第一动态阀值参数根据设定时间内加速度变化值的大小设定，第一动态阀值参数用于判定加速度变化速度是否足够快，进而判定此时的运动状态；所述第二动态阀值参数为设定时间内加速度的最大值和最小值的中值；所示动态时间参数根据设定时间内加速度变化值的大小设定，用于判定两次拟计步之间的时间间隔是否符合人体运动规律。

进一步的，所述步骤S3中的设定时间为20ms。

进一步的，所述步骤S4的具体比较过程为：

S41、若加速度信号的变化值大于第一动态阀值参数，且加速度值处于减小状态，当加速度值减小到第二动态阀值参数以下，则进行拟计步；