[发明专利]一种自适应的行人导航系统零速区间检测方法

摘要

本发明公开了一种自适应的行人导航系统零速区间检测方法。相比于固定阈值法在变化的步态频率行走条件下，零速检测区间存在误检和漏检的问题，自适应阈值法能够分析零速区间检测阈值与行人步态频率的关系，有效提高零速区间的检测精度。通过开展不同步态频率条件下零速点判断阈值的标定实验建立了零速点检测阈值与步态频率的函数关系，实现了检测阈值的自适应调整及零速点的精确检测，从而提高了零速区间的检测精度；本方法只需要利用惯性测量单元中一个陀螺仪及三个加速度计的输出数据就能实现零速区间的自适应检测，不需要增加或借助其它外部传感器来辅助检测零速区间，检测手段简单、精确。

主权项

1.一种自适应的行人导航系统零速区间检测方法，采用惯性测量单元采集行人运动过程中的数据，包括三个坐标轴上的陀螺仪输出的陀螺数据和加速度计输出的加速度，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分析惯性测量单元中任意一坐标轴陀螺数据的幅频特性，得到一倍频频率区间；步骤2，提取该坐标轴陀螺数据的时频谱线，针对待检测区间中的任意ti时刻，寻找ti时刻对应的时频谱线中，处于一倍频频率区间范围内的最大峰值对应的频率，所述最大峰值对应的频率即为行人在ti时刻的步态频率fhumani；步骤3，对ti时刻的行人加速度模值|a(ti)|及加速度滑动标准差σa(ti)进行自适应阈值约束，当|a(ti)|和σa(ti)同时满足零速点的判断条件公式时，认为行人在ti时刻的运动速度为零，所述零速点判断条件公式为：零速点判断阈值Ra1(fhumani)，Ra2(fhumani)和Rσ(fhumani)与ti时刻的人体步态频率fhumani呈如下函数关系：Ra1(fhumani)＝λ1·fhumani+b1Rσ(fhumani)＝λ4·fhumani+b3其中，λ1,λ2,λ3,λ4,b1,b2,b3为零速点阈值函数的标定系数，由标定实验获得；步骤4，采用步骤2‑3的处理方法对待检测区间内所有时刻进行零速点判断，待检测区间内的所有零速点组成行人在待检测区间内所有时刻组成的时间段运动步态中的零速区间。