[发明专利]高精度计步器的计算方法

说明书

本发明具体涉及高精度计步器的计算方法；解决的技术问题为：提供一种准确度、实时性高，且试用范围广的高精度计步器的计算方法；采用的技术方案为：高精度计步器的计算方法，包括：S101、采集加速度传感器数据；S102、判断采集到的加速度传感器数据是否达到累计周期，如是，执行步骤S103，否则，对此累计周期内加速度传感器数据的进行分析，获得方差和中值后执行步骤S104；S103、计算累计周期内加速度传感器数据的累计总数；S104、根据累计总数对加速度传感器数据进行分析并计步；本发明的计算方法，能够使计步有更好的准确性和实时性，不会因为姿态的改变而导致计步不准，并且能够过滤高频干扰；适用于计步器的技术领域。

技术领域

本发明属于计步器的技术领域，具体涉及高精度计步器的计算方法。

背景技术

计步器作为记录人体行动的最基础性设备，随着可穿戴市场的爆炸性增长，变成了最重要的标配，特别是MEMS加速度传感器芯片的大发展后，现在不仅是手环，手表，甚至连手机都集成此功能。这种MEMS加速度芯片的微机械结构能很好地测量出空间中三个正交矢量上的加速度实时数据值。从物理上，可知通过对三轴加速度数据的对时间积分可以很好地得到当前轴方向上的运动速度，进而可以得到物体在空间中的综合矢量和综合速度。

由图1所知，加速度传感器三个正交的矢量xyz数据轴定义如下：

上述公式代表对加速度传感器的三轴数据xyz从t1到t2这个时间段进行积分，那么就可以得到从t1到t2这个时间段三个矢量轴上速度的变化值，如果t1这个时间点上速度为0，那么就可以得到这个物体在t2时间的当前速度。由此我们可以根据加速度数据值可以直接反应物体当前的运动状态。

计步器的基本原理可以由图2、图3所示做简单的解释：图2为第一原理图，如图2所示，等价A是手臂，B是拳头，虚线是手臂的晃动轨迹，C点是摆臂尽头的位置，通过数据采样，图3为第二原理图，如图3所示，可以发现所有的C点的位置都是如图3所示的位置，对比走动过程中手臂跟随摆动的状况，可以得到每走一步的特征值在C处。根据以上分析，可知计步器的基础算法就是寻找到特征值C，然后增加计步数据。

但即便如此，计步器仍然普遍存在的一个问题就是计步不准确，不准确的现象有以下几点：1、佩戴手环发生了旋转，反转，计步数据误差达到40％；2、坐公交车等有晃动的交通工具会有大量的错误计步，计步数据误差达到100％；3、一路看手机，没有计步数据，计步数据误差达到80％；4、无法对骑车，椭圆机，机械式跑步机中产生的计步数据进行计量，计步数据误差达到80％；5、正常使用过之后仍然技术不准确，计步数据误差达到30％。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种准确度、实时性高，且试用范围广的高精度计步器的计算方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：高精度计步器的计算方法，包括：S101、采集加速度传感器数据；S102、判断采集到的加速度传感器数据是否达到累计周期，如是，执行步骤S103，否则，对此累计周期内加速度传感器数据的进行分析，获得方差和中值后执行步骤S104；S103、计算累计周期内加速度传感器数据的累计总数；S104、根据累计总数对加速度传感器数据进行分析并计步。

优选地，步骤S102之前，还包括：通过算术平均滤波法对采集到的加速度传感器数据进行滤波。

优选地，步骤S103中，所述计算累计周期内加速度传感器数据的累计总数为每轴数据量M×3。

优选地，步骤S104中，具体包括：根据每轴数据量M确定目标轴S以及该目标轴S所对应的动态特征值C；根据目标轴S确定采集到的加速度传感器数据中的加速度传感器数据V；根据每轴数据量M和目标轴S确定当前运动姿态，并更新动态门限T；判断加速度传感器数据V与上一次代入的加速度传感器数据V_old之差是否大于动态门限T，如是进行计步，否则，结束程序。