[发明专利]基于智能设备的高精度步行方向检测方法

摘要

本发明涉及一种基于智能设备的高精度步行方向检测方法，首先将智能设备的方向传感器的三个读数转换为以大地坐标系为参考系的加速度，再进行基于重力方向上加速度的步子和步频检测、纯步行加速度水平分量计算，最后根据当前步子的时间范围，找到该时间范围内水平方向上的和加速度最大的时刻t，则该步前进的方向与正北之间的夹角的正切值为滤波后的时刻t的东方向上加速度和北方向上加速度的比值；利用该比值，通过反正切函数计算出当前步行的方向。其优点是：本发明基于普通的移动智能设备，利用实时坐标变换，智能步频检测，加速度滤波等技术，实现高精度的用户步行方向的测量。

主权项

基于智能设备的高精度步行方向检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)加速度坐标转换：通过智能设备的方向传感器的三个读数，即围绕X，Y，Z轴的旋转角度，得到当前智能设备相对于大地坐标系的旋转矩阵R，将旋转矩阵R乘以以当前智能设备为参考系的加速度向量A，将加速度转换为以大地坐标系为参考系的加速度AE=(aN，aE，aG)T；aN，aE，aG分别为在北、东、重力方向上的加速度；(2)基于重力方向上加速度的步子和步频检测：将重力方向上加速度采用截止频率为5Hz的低通滤波器进行滤波，对滤波后的加速度寻找相邻的一组穿过0点的波谷和波峰，则该波谷到下一波谷之间为一步；计算当前步子加速度包含的采样点数得到当前步频fw；(3)纯步行加速度水平分量计算：根据当前步频fw，用通带为[3fw／4，3fw／2]的带通滤波器对北和东方向上的加速度aN，aE分别进行滤波，得到滤波后的aN’，aE‘，对aN’，aE‘进行向量求和，得到水平方向上的和加速度；(4)步行方向计算：利用步骤(2)得到的步子检测结果，确定当前步子的时间范围，找到该时间范围内水平方向上的和加速度最大的时刻t，滤波后的时刻t的东方向上加速度和北方向上加速度分别为a′Nt、a′Et，则该步前进的方向与正北之间的夹角为tan‑1(a′Et／a′Nt)。