[发明专利]一种根据步伐可信度估计的计步方法

说明书

本发明公开一种根据步伐可信度估计的计步方法，对垂向加速度和前向加速度数据作两次步伐可信度估计；第一次估计时，计算两轴数据的近似标准差，根据近似标准差的大小滤除一部分静止或微小动作步态；第二次估计时，计算时间窗内的高阈值和低阈值，根据二者差值判别出存在可信步伐的时间窗；在满足条件的时间窗内遍历垂向加速度数据点，依据其与低阈值、中阈值的比较检测到步伐变化的时间点；本发明方法精度高，计步效果好，实时性强。

技术领域

本发明涉及利用加速度的计步方法，特别是涉及一种根据步伐可信度估计的计步方法。

背景技术

行人步行时，固定在腰部的三轴加速度计会呈现出周期性变化，特别是垂向加速度和前向加速度。通过对加速度数据的处理，可以检测出行人的步伐。传统方法中通常将垂向加速度对比设定的阈值，但是由于噪声和误差等因素，一个周期内存在多个峰谷值，这种方法容易造成多计步的问题，计步准确性较低。另外，传统方法中通常使用固定长度的时间窗，如果步伐恰好产生在时间窗的开始或结束位置，算法无法检测出这个步伐，会有漏计步的问题。

发明内容

技术问题：本发明提供一种有效、方便、精确、实时解算速度快，提高了准确性和效率的根据步伐可信度估计的计步方法。

技术方案：本发明的根据步伐可信度估计的计步方法，其实施的硬件装置包括，加速度计、控制解算单元、电源模块、上位机；所述的加速度计与控制解算单元通过IIC总线相连；所述的电源模块与控制解算单元相连；所述的上位机与控制解算单元通过串口总线相连；所述的控制解算单元负责接收加速度数据并运算；所述的上位机负责显示实时结果。

本发明的根据步伐可信度估计的计步方法，包括以下步骤：

1)人体佩戴的加速度计检测垂向加速度和前向加速度，将检测到的垂向加速度放入自定义的缓冲数组Z，得到Z时间窗，将检测到的前向加速度放入自定义的缓冲数组Y，得到Y时间窗，两个时间窗的长度都为N；

2)根据下式计算垂向加速度的近似标准差stz：

其中，acc_z₁是Z时间窗内的第一个数据，acc_z_i是Z时间窗内第i个数据，i是Z时间窗中数据的序号，1≤i≤N；

根据下式计算前向加速度的近似标准差sty：

其中，acc_y₁是Y时间窗内的第一个数据，acc_y_j是Y时间窗内第j个数据，j是Y时间窗中数据的序号，1≤j≤N；

3)根据下式分别判断第一次步伐可信度的垂向估计取值p1z和前向估计取值p1y：

4)若p1z和p1y同时为1，则按照如下方式计算Z时间窗内的高阈值TrHz、低阈值TrLz和Y时间窗内的高阈值TrHy、低阈值TrLy，否则更新垂向加速度和前向加速度后返回步骤1)：