[发明专利]基于无线信号的步数检测方法

权利要求书

1.一种基于无线信号的步数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：实验环境部署；

选定一间实验室作为实验环境，在实验室内部署一台无线路由器，用作无线信号的发射器，另再部署一台电脑作为无线信号接收器；

步骤2：数据采集；

设置了三种数据采集周期，分别为T1、T2和T3，采集开始前实验者在凳子上坐着，当开始采集进入数据采集周期后实验者从凳子上站起，并以正常行走方式走指定步数p，每个步数采集n组数据；其中，T1数据采集周期内，采集到的步数为p₁，每个数据记为T2数据采集周期内，采集到的步数为p₂，每个数据记为T3数据采集周期内，采集到的步数为p₃，每个数据记为构建指纹数据库

步骤3：数据预处理；

步骤3.1：对指纹数据库S提取幅值及相位；

步骤3.2：利用离散小波变换对得到的幅值、相位信号进行降噪处理；

用二阶Daubechies小波基对幅值和相位作离散小波变换，经过分解得到不同尺度的小波展开系数d(k),对k层的小波展开系数重构，得到对应的近似信号a及细节信号d，再合并近似信号a和细节信号d得到最终的去噪的幅值和相位信号；

步骤3.3：降噪处理后的相位进行线性相位校准；

步骤3.4：降噪处理后的幅值以二维矩阵的形式表示，相位校准后也产生一个与幅值等同维度的二维矩阵，经过数据融合形成新的二维矩阵；

步骤4：建立行走步数检测模型，并训练；

步骤4具体包括：选择Predrnn网络作为特征提取网络；

t时刻时Predrnn网络描述为：

其中，W_o是权重向量，b_o是偏置向量，为t时刻第l层隐藏单元的输出，X_t是输入，为t-1时刻第l层单元的隐藏信息，l为层数，t为时刻值，σ为数据矩阵分割计算，W_1×1表示1×1维卷积运算；

将Predrnn提取到的特征输入到全链接层，全连接层描述为：

h^l+1＝g(W^lh^l+b^l)，l＝1,2,3…

其中，l为层数，h^l是全连接层的输入，W^l和b^l是全连接层的权重向量和偏置向量，h^l+1是全连接层的输出；

搭建好行走步数检测模型后，新的二维矩阵作为输入对行走步数检测模型进行训练，经过前馈运算得出的预测结果并与真实步数标签匹配计算误差，优化器选用ADAM函数，训练过程不断调整参数，确立最终的行走步数检测模型；

步骤5：利用行走步数检测模型进行步数检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线信号的步数检测方法，其特征在于，步骤1具体为：

实验室的大小为10m×15m，无线路由器的型号为商用版TP-LINK WDR 6500；

电脑与路由器之间相距9m，电脑上安装Ubutu12.04LTS操作系统，安装Intel 5300网卡，并外接三根天线，天线离地高度1.2m；

配置电脑的内核驱动和无线网卡，使路由器与电脑之间稳定100MHZ的信号传输模式。