发明名称 一种适用于腕式计步器的抗干扰计步方法
摘要 本发明公开了一种适用于腕式计步器的抗干扰计步方法。本发明通过对分析频域各峰值间的关系,代替了现有技术中对采集到的加速度信息进行滤波、平滑处理后再进行计算的方法,提高了计步效率。此外,由于本发明根据设定的阈值参数,以频域计算为主,时域计算作为参考的方法进行计步,可以在频域计算结果不准的结果下,通过时域计算结果进行补偿,保证算法尽可能的精准性。
申请公布号 CN105180959A 申请公布日期 2015.12.23
申请号 CN201510552868.7 申请日期 2015.09.01
申请人 北京理工大学 发明人 刘志文;王阳;周治国;王群;董彬
分类号 G01C22/00(2006.01)I 主分类号 G01C22/00(2006.01)I
代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 仇蕾安;高燕燕
主权项 一种适用于腕式计步器的抗干扰计步方法,其特征在于,其具体步骤如下:步骤一、根据设定的采样间隔,将人体行走时的加速度信息按三维直角坐标系的三轴方向分解,获得三轴加速度信息a<sub>X</sub>、a<sub>Y</sub>和a<sub>Z</sub>,以及合加速度a<sub>s</sub>;共采集N次,绘制关于横坐标为采样点、纵坐标为合加速度值的合加速度波形图;步骤二、利用合加速度波形图,确定有效峰值点,将每个有效峰值点对应的时域幅值和采样点形成集合A;获得时域幅值阈值T<sub>ath</sub>,并根据时域幅值阈值T<sub>ath</sub>确定集合A时域幅值大于时域幅值阈值T<sub>ath</sub>的采样点,形成集合B;获得采样间隔阈值T<sub>tth</sub>,并依据采样间隔阈值T<sub>tth</sub>确定集合B中符合要求的采样点,形成集合C;最后根据Q=2×(l‑1)获得时域下的步数结果Q;其中,l为集合C中采样点的个数;步骤三、根据步骤一中获得的合加速度a<sub>s</sub>,通过快速傅里叶变换后取绝对值,获得合加速度频谱图;步骤四、对合加速度频谱图进行第一次频率点筛选:第401步:将近似为零的频率点值处的频谱幅值进行归零处理;第402步:在合加速度频谱图中,确定有效峰值点,将每个有效峰值点对应的频域幅值和频率点形成集合D;步骤五、确定集合D中频域幅值大于或等于设定的频域幅值阈值P<sub>ath</sub>的频率点,形成集合E,完成第二次筛选;步骤六、将集合E中所有具有近似倍频关系的频率点筛选出来,形成集合F,完成第三次筛选;步骤七、对集合F中所有频率点进行权值的初步设定,将频率值点按从小到大的顺序排列,并将频率点值最小的频率点所对应的权值设为最高,设定为q,其中,q大于或等于频率点个数;并按q=q‑1对其他频率点按序进行权值设定;步骤八、根据步骤一中获得的三轴加速度信息,分别绘制三轴的加速度频谱图,根据步骤四的方法,将近似为零的频率点值处的频谱幅值进行归零处理;并确定有效的峰值点,获得每个峰值点对应的频率点以及相应的频域幅值,形成对应的3个集合;之后,根据步骤五的方法,针对3个集合,分别确定其频域幅值阈值,并将各集合中大于各自频域幅值阈值的频率点筛选出,形成3个对应的新集合;针对每个所述新集合,根据步骤六的方法,分别获得具有近似倍频关系的频率点,最终分别形成集合G<sub>1</sub>、G<sub>2</sub>和G<sub>3</sub>;步骤九、针对集合G<sub>1</sub>、G<sub>2</sub>和G<sub>3</sub>中任意一个集合,针对任意一个频率点O,在集合E中查找是否有与该频率点O的位置相差2的频率点,如果有,则将集合E中相应的频率点的权值加1;步骤十、将集合E中权值最大的频率点筛选出来,作为当前频率点,并进行转换获得相应的频率值f<sub>P</sub>;步骤十一、根据步骤十中获得的频率f<sub>P</sub>,获得频域结果下的步数Q’;步骤十二、判断步骤二中获得的步数结果Q和步骤十一中获得的步数Q’是否成倍数关系;如果成倍数关系,则执行步骤十三;否则,将步骤十一中获得的步数作为最终计步结果输出;步骤十三、根据公式Q”=Q×H<sub>1</sub>+Q'×H<sub>2</sub>,获得最终拟合结果Q”,并作为最终计步结果输出。其中,H<sub>1</sub>为预先针对真实步数和真实时域步数测量结果进行拟合后获得的时域拟合系数;H<sub>2</sub>为预先真实步数和真实频域步数测量结果进行拟合后获得的频域拟合系数。
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