[发明专利]电动跑步机控制系统及计步方法

权利要求书

1.一种电动跑步机的计步方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、预先设定一组根据跑步机在空载、负载时候训练得到的特征参数，所述负载至少包括站立、走、跑；如果跑步机工作时无法与云端服务器进行数据传递，那么将使用这些预设值进行跑步机的状态判断以及计步；如果跑步机可以和云端服务器进行数据传递，那么将使用云端服务器下载的特征参数进行状态判断以及计步；

B、跑步机工作时，电机控制板按照固定的频率采集电机工作电流，并实时传送给跑步机显示仪表板上的运算单元；

C、运算单元首先利用电流以及预设值或者特征参数判断这段电流对应负载状态还是空载状态；如果是空载状态，过一定时间跑步机将会自动停止；如果是负载状态，将进入下面的计步阶段；

D、运算单元对负载状态对应的电流信号进行处理，获得电流的波形，并与预设波形参数值进行对比，根据对比结果，实现计步。

2.根据权利要求1所述的计步方法，其特征在于，所述运算单元在上述步骤D中，进一步包括：

运算单元对负载状态对应的电流进行整型、低通滤波和中值滤波，去除干扰数据，然后确定电流波形起始点和终止点，求解出一个完整电流波形后，与预设波形参数值对比，若满足预设要求，则当前步数加一。

3.根据权利要求1或2所述的计步方法，其特征在于，

所述步骤A中，通过机器学习获取跑步机在空载、负载的不同状态时，直流驱动电机的输出电流的特征参数值；优选的，所述特征参数值包括以下任一参数或其组合：电流的大小值、均值、方差、峰度、熵。

4.根据权利要求3所述的计步方法，其特征在于，所述方法包括通过支持向量机算法判断跑步机状态，然后进行计步，其步骤如下：

a1、采集电流数据：事先采集跑步机在空载、负载状态下跑步机输出的电流数据，然后对不同状态的电流数据进行标记；

b1、提取特征：对采集的不同状态的电流数据求得的平均值和方差作为识别的特征，并对所述特征进行归一化处理；

c1、训练数据：将步骤b1得到的特征使用支持向量机算法进行训练，得到 训练结果参数；

d1、进行识别：用训练好的支持向量机对跑步机实时输出的电流数据进行识别，如果识别为空载，并且空载状态持续一预设时间，跑步机停止；如果识别为负载，则进入步骤e1；

e1、计步数据预处理：对跑步机电流数据先后进行均值滤波和整型低通滤波，以去掉高频噪声；

f1、计步：对滤波后的电流数据计算波峰出现的次数，所述波峰出现的次数作为跑步机使用者的步数。

5.根据权利要求4所述的计步方法，其特征在于，对滤波后电流数据计算波峰出现次数的具体方法为：

判断目前的电流状态是变大还是变小，也就是处于波形的上升沿还是下降沿，如果当前是上升沿，则标记为波形的开始，并继续判断波形状态，直到遇见下一个上升沿，标记为波形的结束；如果当前是下降沿，则继续判断波形状态，直到遇见新的上升沿，才标记为波形的开始。

6.根据权利要求4所述的计步方法，其特征在于：所述步骤b1中的归一化处理包括：

对采集的数据使用一滑动窗，依次滑过采集到的数据，对滑动窗内的数据求取平均值和方差；然后对均值和方差做归一化；

所述归一化的方法为：

$out=a\×\frac{in-\min }{\max -\min }-b$

其中out，in分别是归一化后和归一化前的特征值，min，max分别是特征值的最大值和最小值；a表示归一化前后之间的调整系数，b表示归一化前后之间的截距。