用於終端設備的自動計步方法與流程
2023-05-22 03:09:36 2
本發明涉及運動設備記錄領域，具體涉及一種用於終端設備的自動計步方法。
背景技術：
：隨著社會的發展和人們生活水平的日益提高，越來越注重健康的生活方式，其中，休閒時的散步、旅行中的徒步及生活中所有走路的集合均可以作為人們作為鍛鍊的方式之一。每個人每天或每月走了多少步，可以作為人們是否得到良好的鍛鍊方式的評判標準之一。現有技術中，通常利用電子計步器或智慧型手機安裝的計步軟體計算人們行走的步數。電子計步器主要由加速度傳感器和電子計數器組成。人在步行時重心會上下移動，從而在豎直方向上會產生加速度，當豎直方向上的加速度超過預設定的閾值時，則認為人在行走，並記錄一步。然而現有技術中的計步方式，不夠準確，通常會出現誤記錄的情況，從而導致最終的計步結果與實際走路步數存在一定的誤差。技術實現要素：針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種計步準確率較高的用於終端設備的自動計步方法。為了達到上述發明目的，本發明採用的技術方案為：提供一種用於終端設備的自動計步方法，該方法其包括：獲取終端設備採集的加速度，並提取與地面大致垂直方向的加速度值；噹噹前採樣點的加速度值滿足設定條件時，判斷當前步數是否大於設定步數：噹噹前步數小於設定步數時，將當前步數累加一次，並輸出當前步數；噹噹前步數大於或等於設定步數時，獲取鄰近當前採樣點設定值個窗口長度，並計算設定值個窗口長度的加權平均值；計算當前採樣點前面設定量個採樣點的累加加速度值增量和當前採樣點後面設定量個採樣點的累加加速度值減量，所述設定量等於取整後的二分之一加權平均值；當累加加速度值增量與累加加速度值減量之和大於第一預設閾值時，則將當前步數累加一次，並輸出當前步數。本發明的有益效果為：本方案在實現計步時，首先採用提取的豎直方向的加速度值判斷人員的重心是否在運動，在重心出現運動的情況下，通過設定條件去除人們在行走過程中加速度的偽峰值，之後再通過判斷採樣點是否符合整個行走過程中加速度的變化趨勢，以逐步剔除不滿足行走運動趨勢的峰值。採用該方法與傳統的只進行重心判斷計步，其計步時出現的錯誤率遠低於傳統方法。附圖說明圖1為用於終端設備的自動計步方法一個實施例的流程圖。圖2為步行時部分加速度分解在x軸、y軸和z軸上的效果圖。具體實施方式下面對本發明的具體實施方式進行描述，以便於本
技術領域：
的技術人員理解本發明，但應該清楚，本發明不限於具體實施方式的範圍，對本
技術領域：
的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發明的精神和範圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。參考圖1，圖1示出了用於終端設備的自動計步方法一個實施例的流程圖。如圖1所示，該方法100包括步驟101至步驟106。人正常行走時，手機採集到的加速度會發生周期性的變化，豎直方向(z軸)的加速度周期性更加明顯，其能體現人體運動時重心的上下移動。故本方案在步驟101中，獲取終端設備採集的加速度，並提取與地面大致垂直方向的加速度值。在實施時，本方案優選計步時，所述終端設備的加速度模塊的z軸與地面大致垂直。計步時，本方案獲取的加速度為1s中進行50次採樣，即形成50個採樣點。在步驟102中，噹噹前採樣點的加速度值滿足設定條件時，判斷當前步數是否大於設定步數。在本發明的一個實施例中，所述設定條件為當前採樣點加速度值同時滿足以下所有條件：當前採樣點加速度值大於上一個採樣點加速度值、下一個採樣點加速度值和第二預設閾值，且當前採樣點與上一計步時刻的採樣點所之間的時間間隔大於第三預設閾值，上一計步時刻的採用點為步數累加一次所對應採樣點。在步驟103中，噹噹前步數小於設定步數時，將當前步數累加一次，並輸出當前步數，並返回步驟101。在步驟104中，噹噹前步數大於或等於設定步數時，獲取鄰近當前採樣點設定值個窗口長度，並計算設定值個窗口長度的加權平均值，並執行步驟105和步驟106。鄰近當前採樣點為從時間坐標軸看，其為位於當前採樣點的左側時間坐標軸上的窗口長度。其中的窗口長度為相鄰兩個計步的採樣點之間的採樣點數，所述計步的採樣點為當前步數累加一次時所對應的採樣點。如圖2所示，從z軸的加速度值看，假設在第130個採樣點處當前步數累加了一次，在第150個採樣點處當前步數累加了一次，那麼第130個採樣點至第150個採樣點之間的採樣點個數即為一個窗口的長度。在本發明的一個實施例中，計算設定值個窗口長度的加權平均值的具體計算公式為：其中，αi為相應窗口長度的權值，0＜αi＜1，w為加權平均值；wi為鄰近當前採樣點第i個窗口長度中的採樣點個數；m為窗口的個數。在步驟105中，計算當前採樣點前面設定量個採樣點的累加加速度值增量和當前採樣點後面設定量個採樣點的累加加速度值減量，所述設定量等於取整後的二分之一加權平均值。具體地，假設加權平均值為6，當前採樣點的序號為20，則當前採樣點前面設定量個採樣點指代的是第17、18和19個採樣點，當前採樣點後面設定量個採樣點指代的是第21、22和23個採樣點。對於加權平均值為奇數時，則設定量等於取整後的二分之一加權平均值，假設加權平均值分別為7、9、11，則二分之一加權平均值取整默認為3、4、5。其中，累加加速度值增量為相鄰兩個採樣點中後面一個採樣點加速度值減前面一個採樣點加速度值的差異的累加值。累加加速度值減量為相鄰兩個採樣點中前面一個採樣點加速度值減後面一個採樣點加速度值的差異的累加值。實施時，本方案優選累加加速度值增量e1和累加加速度值減量e2的計算公式分別為：其中，ai為第i個採樣點，ai-1為第i-1個採樣點；ai+1為第i+1個採樣點；w為加權平均值，m為當前採樣點的序號。在步驟106中，當累加加速度值增量與累加加速度值減量之和大於第一預設閾值時，則將當前步數累加一次，並輸出當前步數。下面採用本方案提供的方法及現有的傳統計步方法(加速度值中當前採樣點滿足設定條件就計步一次)對沿直線路線行走和沿u型路線行走的步數進行對比實驗，實驗結果見表1和表2如下：表1沿直線路逕行走時的錯誤率行走步數20100500200050001000015000本方法錯誤率0.02890.02710.02960.03210.03430.03960.0387傳統方法錯誤率0.03440.03500.03660.03720.03450.04020.0396表2沿u型路線行走時的錯誤率行走步數20100500200050001000015000本方法錯誤率0.02750.03220.03390.03510.03730.04110.0421傳統方法錯誤率0.04750.04110.04320.04840.04930.04820.0523其中，錯誤率errrate計算公式：其中，m為採用計步方法測得的步數，n為實際行走的步數，為取絕對值運算。由上可知，方案的計步方法的準確率遠高於傳統方法，尤其是在曲線時。當前第1頁12