一种基于惯性的计步方法、装置设备及存储介质制造方法及图纸

本申请中公开了一种基于惯性的计步方法、装置设备及存储介质，方法包括：获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；历元时间为采样点时间；获取待测者的步行频率，并判断步行频率是否符合预设频率范围；根据频率计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；计算加速度峰值的位置，根据加速度峰值的位置和跳跃长度计算获得下一个搜索加速度位置。本申请解决了现有技术中的由于邻域框架根据运动状态只分了两种邻域窗口来去除假峰，极有可能丢失一个真峰，因此精准度会大大降低；每一个历元都要经历一次判断，这个计算时间累积起来是非常大的，这样会大大降低设备的工作效率的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于惯性的计步方法、装置设备及存储介质
本申请涉及人行定位
，尤其涉及一种基于惯性的计步方法、装置设备及存储介质。
技术介绍
随着定位技术不断发展，定位信息变得越来越重要，因为基于位置的服务比如导航、导游、紧急救援等，这些服务都使得定位信息变得无比重要。室外环境下全球卫星导航系统(GNSS)发展成熟，然而在室内，由于建筑物遮挡加上室内封闭的空间和性能显著下降，GNSS无法在室内发挥出精准的定位效果。GNSS的盲区定位成为亟待解决的技术问题。现有技术利用惯性传感器实现行人航位推算(PDR)来解决GNSS盲区定位，PDR定位中步态检测和步数计数是重要的一个环节，步数的精度直接影响到PDR的结果。而现有技术通过一种自适应波峰检测方法来计算步数。将人的行走分为行走和跑动两种状态，计算步骤如下：1)计算整体加速度，利用20历元滑动窗口查找加速度潜在峰值(这里的历元是指采样点时间)限制加速度阈值进行初次判断，将状态划分成空闲和运动两类，峰值小于1.2g为空闲状态(g为重力加速度)，不进行计步；峰值在区间[1.2g,2g]，判断为行走；峰值大于2g；判断跑动，进行下一步判断。2)计算潜在峰值和前一峰值时间差，利用不同的时间阈值进行二次判断。时间差满足时间阈值[0.3s,0.8s]为正常态；满足时间阈值[0.2s,0.5s]为非正常态；进行下一步判断。3)根据运动状态改变领域窗口大小，将潜在波峰与邻域历元进行三次判断，去除假峰。正常态的前后邻域设置为10个历元，非正常态设置为5个历元，若潜在峰值为邻域内最大值则记一步，否则不做计步处理。由于邻域框架根据运动状态只分了两种邻域窗口来去除假峰，10历元这个窗口长度如果在人高速跑动，且设备刷新频率低的情况下，极有可能丢失一个真峰，因此精准度会大大降低；每一个历元都要经历一次判断，这个计算时间累积起来是非常大的，这样会大大降低设备的工作效率。
技术实现思路
本申请提供了一种基于惯性的计步方法、装置设备及存储介质，解决了现有技术中的由于邻域框架根据运动状态只分了两种邻域窗口来去除假峰，10历元这个窗口长度如果在人高速跑动，且设备刷新频率低的情况下，极有可能丢失一个真峰，因此精准度会大大降低；每一个历元都要经历一次判断，这个计算时间累积起来是非常大的，这样会大大降低设备的工作效率的技术问题。本申请第一方面提供了一种基于惯性的计步方法，包括：获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围；根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置。可选地，所述获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围还包括：若所述步行频率为所述待测者的首步，所述步行频率为2HZ。可选地，所述根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃程度包括：根据第一公式计算获得在所述历元时间走一步所需要的时间：其中，k表示k历元时间；Nk为待测者在k历元的时间段内走一步所需要的时间；f采为设备的采样频率；为待测者的步行频率；根据第二公式计算获得第一对比次数：其中，表示k历元的加速度的对比次数为根据第三公式计算获得跳跃长度：其中，表示k历元的跳跃长度为可选地，计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置具体包括：对比所述历元时间的加速度大小和下一个历元时间的加速度大小，若是所述历元时间的加速度较大，则所述历元时间的加速度为对应波峰的峰值；若是所述下一个历元时间的加速度较大，则所述下一个历元时间的最大对比次数为若是寻找出峰值位置，根据跳跃长度重新在所述峰值位置历元之后的历元搜索新的符合阈值的加速度。本申请第二方面提供了一种基于惯性的计步装置，包括：获取数据模块，获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；判断模块，获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围；第一计算模块，根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；第二计算模块，计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置。可选地，所述判断模块还用于若所述步行频率为所述待测者的首步，判定所述步行频率为2HZ。可选地，所述第一计算模块包括：时间计算单元，用于根据第一公式计算获得在所述历元时间走一步所需要的时间：其中，k表示k历元时间；Nk为待测者在k历元的时间段内走一步所需要的时间；f采为设备的采样频率；为待测者的步行频率；对比次数计算单元一，用于根据第二公式计算获得对比次数：其中，表示将k历元的加速度的对比次数为对比次数计算单元二，根据第三公式计算获得跳跃长度：其中，表示k历元的跳跃长度为可选地，所述第二计算模块具体用于：对比所述历元时间的加速度大小和下一个历元时间的加速度大小，若是所述历元时间的加速度较大，则所述历元时间的加速度为对应波峰的峰值；若是所述下一个历元时间的加速度较大，则所述下一个历元时间的最大对比次数为若是寻找出峰值位置，根据跳跃长度重新在所述峰值位置历元之后的历元搜索新的符合阈值的加速度。本申请第三方面提供了一种基于惯性的计步设备，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的一种基于惯性的计步方法。本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于第一方面所述的一种基于惯性的计步方法。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请中，提供了一种基于惯性的计步方法，包括：获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围；根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置。本申请提供的基于惯性的计步方法，通过领域递进对比和跳跃假峰规避机制，可以自适应的调节对比的窗口大小，且所需要的对比次数并不需要达到窗口末端；跳跃规避机制与常规的窗口相比，可以自适应的调整窗口的大小，不需要通过计算对比就能直接跳开假峰。本申请解决了现有技术中的由于邻域框架根据运动状态只分了两种邻域窗口来去除假峰，10历元这个窗口长度如果在人高速跑动，且设备刷新频率低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于惯性的计步方法，其特征在于，包括：/n获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；/n获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围；/n根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；/n计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于惯性的计步方法，其特征在于，包括：
获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；
获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围；
根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃长度；
计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置。


2.根据权利要求1所述的基于惯性的计步方法，其特征在于，所述获取待测者的步行频率，并判断所述步行频率是否符合预设频率范围还包括：若所述步行频率为所述待测者的首步，所述步行频率为2HZ。


3.根据权利要求1所述的基于惯性的计步方法，其特征在于，所述根据所述步行频率数据计算加速度峰值的最大对比次数和跳跃假峰值的跳跃程度包括：
根据第一公式计算获得在所述历元时间走一步所需要的时间：



其中，k表示k历元时间；Nk为待测者在k历元的时间段内走一步所需要的时间；f采为设备的采样频率；为待测者的步行频率；
根据第二公式计算获得第一对比次数：



其中，表示k历元的加速度的对比次数为
根据第三公式计算获得跳跃长度：



其中，表示k历元的跳跃长度为


4.根据权利要求1所述的基于惯性的计步方法，其特征在于，所述计算所述加速度峰值的位置，根据所述加速度峰值的最大对比次数和所述跳跃长度计算获得搜索加速度位置具体包括：
对比所述历元时间的加速度大小和下一个历元时间的加速度大小，若是所述历元时间的加速度较大，则所述历元时间的加速度为对应波峰的峰值；若是所述下一个历元时间的加速度较大，则所述下一个历元时间的最大对比次数为
若是寻找出峰值位置，根据跳跃长度重新在所述峰值位置历元之后的历元搜索新的符合阈值的加速度。


5.一种基于惯性的计步装置，其特征在于，包括：
获取数据模块，获取符合预设阈值的加速度数据，记录历元时间；所述历元时间为采样点时间；
判断模块，获取待测者的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文辉，蔡国发，周拓，方毅，韩国军，姚剑萍，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44