專利名稱：計步方法、步幅校正方法、測距方法及計步裝置的制作方法
計步方法、步幅校正方法、測距方法及計步裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子設備，尤其涉及一種計步方法、步幅校正方法、測距 方法及計步裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的電子設備凈皮廣泛用于人們的工作生活中。 其中，計步裝置就被用于計算人體步行或跑步的步數(shù)，供人們作為評估運動量 多少的依據(jù)。
計步裝置通常包括加速度傳感器及于該加速度傳感器相連的檢測電路。加 速度傳感器響應人體在步行或跑步過程中周期性的加速度波動產(chǎn)生信號，檢測 電路根據(jù)加速度傳感器產(chǎn)生的信號對步行或跑步的步數(shù)進行計數(shù)。
然而，傳統(tǒng)的計步裝置只能對步行或跑步的步數(shù)進行計數(shù)，不能區(qū)分步行 和跑步。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種計步方法，以達到區(qū)分步行和跑步的目的。 此外，還提供了一種計步裝置，以達到區(qū)分步行和跑步的目的。 另外，還提供了一種步幅校正方法及測距方法。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出以下的技術(shù)方案 一種計步方法，包括以下步驟 獲取各方向加速度； 計算合成加速度；
判斷合成加速度是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度；
如果合成加速度是假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，則忽略該加速度，如果加速度非 假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，則根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行。 其中，還包括將各方向的加速度數(shù)值標準化的步驟。
其中，還包括濾除加速度數(shù)值中的噪聲成份的步驟。
其中，所述判斷合成加速度是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度的步驟包括判斷合
成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍內(nèi)的步驟，如果^r測到的脈寬不在預定范 圍內(nèi)，則不將該合成加速度識別為步行或跑步的合成加速度。
其中，所述判斷合成加速度是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度的步驟包括對合成 加速度進行檢測的步驟，如果合成加速度的方向偏離正常方向的閾值，則忽略 該合成加速度將其判定為虛假的干擾信號。
其中，所述根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行的步驟包括判斷合成加 速度幅度波動是否大于預定值，如果大于預定值，則判斷為跑步；如果小于預 定值，則判斷為步行。
其中，所述根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行的步驟包括判斷合成加 速度是否有接近0的加速度值，如果有，則判斷為跑步；如果沒有，則判斷為 步行。
一種步幅校正方法，包括以下步驟
獲取步數(shù)；
計算步幅；
計算步率；
存儲步幅和步率的關(guān)系。
其中，所述計算步幅的步驟包括
獲取預定距離；
統(tǒng)計步數(shù)；
才艮據(jù)預定距離與統(tǒng)計的步數(shù)計算步幅。
其中，所述獲取預定距離的步驟為獲取兩次預定距離，所述統(tǒng)計步數(shù)的步 驟包括分別統(tǒng)計步行步數(shù)與跑步步數(shù)的步驟，所述計算步幅的步驟為根據(jù)兩次 預定距離及對應的步行步數(shù)與跑步步數(shù)計算出步^f亍步幅與跑步步幅。
其中，所述步幅和步率的關(guān)系是對所述步幅和與所述步幅對應的步率進行 二階多項式或多階多項式或樣條插值方法而得到。
一種測距方法，包括以下步驟統(tǒng)計步數(shù)； 計算步率；
根據(jù)步率查詢步幅與步率的關(guān)系曲線得到步幅； 根據(jù)步幅和計步器測得的步數(shù)獲得測量距離。
其中，還包括劃分時間窗和在時間窗內(nèi)測量距離并統(tǒng)計各時間窗的距離之 和的步驟。
一種計步裝置，其包括用于獲取各方向加速度的加速度傳感器及與所述加 速度傳感器相連的控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)各方向的加速度計算合成 加速度并根據(jù)合成加速度區(qū)分是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，如果加速度非假觸 發(fā)產(chǎn)生的加速度，則判斷是跑步還是步行。
其中，還包括模擬傲字轉(zhuǎn)換器，所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器與所述加速度傳感器 相連，將加速度傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸出給所述控制模塊。
其中，所述控制模塊包括濾除加速度數(shù)值中的噪聲成份的噪聲濾除單元。
其中，所述控制模塊包括判斷合成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍內(nèi)的 脈寬檢測單元。
其中，所述控制模塊包括根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行的脈幅檢測 單元，所述脈幅檢測單元用于判斷合成加速度幅度波動是否大于預定值，如果
大于預定值，則判斷為跑步；如果小于預定值，則判斷為步行。
其中，所述控制模塊包括根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行的脈幅檢測 單元，所述脈幅檢測單元用于判斷合成加速度是否有接近0的加速度值，如果 有，則判斷為跑步；如果沒有，則判斷為步行。
其中，還包括輸入單元及存儲單元，所述輸入單元用于供用戶輸入信號至 所述控制模塊以啟動步幅校正功能，所述控制模塊用于根據(jù)預定距離及步數(shù)校 正步幅，并將校正后的步幅存入所述存儲單元中。
其中，所述控制模塊還用于根據(jù)所述步幅與及所述步數(shù)獲得步幅與步率的 關(guān)系曲線，并將該關(guān)系曲線存儲在所述存儲單元中。
其中，還包括顯示單元，所述控制模塊用于才艮據(jù)所述計步裝置統(tǒng)計的步數(shù) 及所述關(guān)系曲線，控制所述顯示單元顯示與所述步數(shù)對應的距離。
上述計步裝置和計步方法中，采用對加速度進4亍;險測的方法，可以忽略假 觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，并區(qū)分出人體是在步行還是在跑步。
對脈沖寬度進行檢測，可以區(qū)分非步行或跑步的加速度，提高步數(shù)統(tǒng)計的精度。
步幅校正功能可以使每位用戶根據(jù)個人情況設定自己的步幅，而不局限于
廠家設定的標準步幅。
通過對步幅進行校正，可以適應不同用戶的步幅，方便進行距離測量。 通過查詢步幅與步率的關(guān)系曲線，可以較精確的測量步行或跑步距離。避
免采用單一步幅計算出來的測量距離不精確。


圖1為人體部位在步行或跑步過程中的示意圖2為計步方法的流程圖3為加速度在三軸坐標系統(tǒng)中的分解圖4為噪聲濾除前和濾除后的加速度信號示意圖5為加速度脈沖寬度示意圖6為計步裝置的功能模塊圖7為步幅校正的流程圖8為步幅與步率的關(guān)系曲線圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進^f亍詳細的描述。 當人體以一個穩(wěn)定的狀態(tài)在步行和跑步時，人的整體在水平方向是以勻速 運動的，因此主要的加速度產(chǎn)生是上下方向的加速度，沒有太多的側(cè)面加速度 和前后加速度。如圖1所示，在步行或跑步過程中，右腳從B1的位置移動到 B2的過程中，左腳保持在C的位置沒有移動，而髖關(guān)節(jié)則從A1的位置上升到 A2的位置再下降到A3的位置。如果將加速度感應器置于人體衣服口袋或者放 置在腰間，則可以檢測到人體上下方向的加速度，通過對上下方向的加速度的
波動進行分析，可以統(tǒng)計人的步伐。實驗表明，正常走路時，上下合成加速度 在上下方向以lg左右周期性地波動，如果上下合成加速度在方向上不同于自由 落體加速度lg則意味著用戶不是在正常走路和跑步狀態(tài)，這種動作會被認為是 假觸發(fā)。
依據(jù)上述實驗結(jié)果，設計的計步方法步驟如圖2所示
步驟S202,系統(tǒng)初始化。將系統(tǒng)內(nèi)的所有變量初始化，例如，將分別對步 行步數(shù)和跑步步數(shù)進行計數(shù)的計數(shù)器清零。
步驟S204，獲取各方向加速度。同時參閱圖3,如果三個方向的加速度分 別為ax、 ay、 az,三軸加速度傳感器感應到上述三個方向的加速度后，產(chǎn)生三 個信號與上述加速度值對應。對信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后，可以獲得各方向的 加速度數(shù)值。其中，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換的采樣頻率可以為125Hz,精度可以為8位。 當然，更高的采樣頻率和精度將獲得更精確的結(jié)果。另外，也可以不進行模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換而直接采用具有數(shù)字輸出的加速度傳感器。由于使用三軸加速度傳感 器，可以任意放置三軸加速度傳感器，而不需將三軸加速度傳感器定在某一個 方向。
步驟S206,將各方向的加速度數(shù)值標準化。用標準信息來刻度和偏移數(shù)據(jù) 以使通過三軸加速度傳感器獲得的ax、 ay、 az ^^皮標準化。例如，如果一個方向 有l(wèi)g的加速度，這個獲取到的值被標準化成ONE—G，本實施例中，這個數(shù)據(jù) 標定為100;如果沒有加速度，數(shù)據(jù)則標定為0。
步驟S208，濾除加速度數(shù)值中的噪聲成份。同時參閱圖4，彎折較多的曲 線402為原始的加速度振幅數(shù)據(jù)，平滑的曲線404為濾除噪聲后的加速度振幅 數(shù)據(jù)?？梢圆捎弥兄禐V波(Median-like Filter)的方式濾除明顯過大或過小的加速 度振幅數(shù)據(jù)。
步驟S210，計算合成加速度。使用向量合成的方法將三軸加速度傳感器感 應到的三個方向的加速度振幅數(shù)據(jù)合成，其公式為"=A/ox2,2+fl 。合成加
速度振幅數(shù)據(jù)如圖5中曲線502所示。
步驟S212,判斷合成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍。試驗表明，不同 的人員雖然步行或跑步的頻率雖然有所不同，但總體上步行或跑步的頻率還是
穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。通過對合成加速度的脈沖寬度的檢測，可以判斷獲得的 加速度是否為人體步行或跑步的加速度，避免對非步行或跑步的加速度脈沖進
行計數(shù)。同時參閱圖4，將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)大于上閾值(本實施例為110) 的脈沖寬度定義為第一脈寬Tl;將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)從開始大于上閾值到將 小于下閾值(本實施例為90)的脈沖寬度定義為第二脈寬T2;將一個周期內(nèi)標 準數(shù)據(jù)小于下閾值的脈沖寬度定義為第三脈寬T3;將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)從開 始大于上閾值到小于下閾值再到等于下閾值的脈沖寬度定義為第四脈寬T4。檢 測合成加速度脈沖中的上述脈寬，判斷其是否在合適的范圍內(nèi)。本實施例中， Tl的范圍為24~600ms; T2的范圍為80~700ms; T3的范圍為24 600ms; T4 的范圍為120 1300ms。如果檢測到的脈寬不在預定范圍內(nèi)，說明加速度傳感器 不在隨人體做步行或跑步的運動，而是其他的加速運動，如在手中被隨意翻轉(zhuǎn) 等，此時，不會將該脈沖識別為步行或跑步的脈沖，流程返回到步驟S204。如 果檢測到的脈寬在預定范圍內(nèi)，則流程進入步驟S214。
步驟S214,根據(jù)合成加速度的幅度判斷是跑步還是步行。根據(jù)合成加速度 的幅度判斷是跑步還是步行有以下兩種方式(1)判斷合成加速度幅度波動是 否大于預定值。無論是步行還是跑步，加速度都是波動的。如上所述，步行或 跑步的加速度會圍繞在上下方向lg左右波動。實r瞼表明，對于步行而言，加速 度的波動幅度將大于O.lg，但是小于預定值，本實施例中，這個值設為2/3g; 相應地，對于跑步而言，加速度的波動幅度將大于預定值，本實施例中，大于 2/3g。由上述分析可知，通過檢測合成加速度幅度波動范圍，可以判斷出人體是 在步行還是跑步。即，如果波動幅度小于2/3g，則是步行(S216);如果波動幅 度大于2/3g，則是跑步(S218)。 (2)另夕卜，在跑步過程中，當雙腳離開地面時， 由于加速度傳感器沒有受到人體的作用力，其相對人體的加速度為0,此時，加 速度傳感器獲得最小的加速度值，即加速度接近O。通過實驗驗證，最小的加速 度值小于0.5g。可以依據(jù)加速度的最小值來判斷是否是步行，如果存在最小值 小于0.5g的加速度值，則是跑步；反之則為步行。
步驟S216，將計步裝置的狀態(tài)設置為開始步4亍，步行計數(shù)器開始計數(shù)。當 步數(shù)超過6步時，將計步裝置的狀態(tài)設置為步行狀態(tài)。 步驟S218,將計步裝置的狀態(tài)設置為開始跑步，跑步計數(shù)器開始計數(shù)。當 步數(shù)超過6步時，將計步裝置的狀態(tài)設置為跑步狀態(tài)。
由于加速度是一個向量，有方向性。上述方法中還可以對加速的方向進行 檢測，如果方向偏離正常方向的閾值，可以忽略該加速度將其判定為虛假的干 擾信號，即假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度。因為正常的跑步或步行加速度方向主要為上 下方向，如果在其他方向出現(xiàn)較大的加速度，可能是用戶在移動加速度傳感器。
上述計步方法中，采用對加速度的幅度進行檢測的方法，可以區(qū)分出人體 是在步行還是在跑步。采用步行計數(shù)器和跑步計數(shù)器分別對步行和跑步進行計 數(shù)，使人們更容易了解掌控運動量。對脈沖寬度進行;險測，可以區(qū)分非步行或 跑步的加速度，提高步數(shù)統(tǒng)計的精度。
如圖6所示，計步裝置600包括加速度傳感器610、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器620、 控制模塊630、顯示單元640、輸入單元650及存儲單元660。
加速度傳感器610用于感應人體的加速度并根據(jù)加速度產(chǎn)生相應的信號輸 出。本實施例中加速度傳感器610為三軸加速度傳感器，三軸加速度傳感器感應 到上述三個方向的加速度后，產(chǎn)生三個信號ax、 ay、 az與上述加速度值對應。
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器620與加速度傳感器610相連，將加速度傳感器610產(chǎn)生 的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸出給控制模塊。其他的實施例中，也可以不采用 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器620，而直接采用具有數(shù)字輸出的加速度傳感器。
控制模塊630控制模塊用于根據(jù)各方向的加速度計算合成加速度并根據(jù)合 成加速度區(qū)分是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，如果加速度非假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度， 則判斷是跑步還是步行。控制模塊630包括噪聲濾除單元632、合成加速度計算 單元634、脈寬檢測單元636及脈幅檢測單元638。
噪聲濾除單元632用于濾除加速度數(shù)值中的噪聲成份，本實施例中，采用 中值濾波器(Median-like Filter)濾除明顯過大或過小的加速度振幅數(shù)據(jù)，如圖4 所示，彎折較多的曲線402為原始的加速度振幅數(shù)據(jù)，平滑的曲線404為濾除 噪聲后的加速度振幅數(shù)據(jù)。
合成加速度計算單元634用于計算合成加速度。合成加速度計算單元634 使用向量合成的方法將三軸加速度傳感器感應到的三個方向的加速度振幅數(shù)據(jù)
合成，其公式為o = —2+ay+flZ2 。合成加速度振幅數(shù)據(jù)如圖5中曲線502所
示o
脈寬檢測單元636用于判斷合成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍，以判 斷該加速度是否由假觸發(fā)引起。試驗表明，不同的人員雖然步行或跑步的頻率 雖然有所不同，但總體上步行或跑步的頻率還是穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。通過對 合成加速度的脈沖寬度的檢測，可以判斷獲得的加速度是否為人體步行或跑步 的加速度，避免對非步行或跑步的加速度脈沖進行計數(shù)。同時參閱圖4，將一個 周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)大于上閾值(本實施例為110)的脈沖寬度定義為第一脈寬Tl; 將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)從開始大于上閾值到將小于下閾值(本實施例為90)的 脈沖寬度定義為第二脈寬T2;將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)小于下閾值的脈沖寬度定 義為第三脈寬T3;將一個周期內(nèi)標準數(shù)據(jù)從開始大于上閾值到小于下閾值再到 等于下閾值的脈沖寬度定義為第四脈寬T4。檢測合成加速度脈沖中的上述脈寬， 判斷其是否在合適的范圍內(nèi)。本實施例中，Tl的范圍為24 600ms; T2的范圍 為80~700ms; T3的范圍為24~600ms; T4的范圍為12(M300ms。如果檢測到 的脈寬不在預定范圍內(nèi)，說明加速度傳感器不在隨人體做步行或跑步的運動， 而是其他的加速運動，如在手中被隨意翻轉(zhuǎn)等，此時，不會將該脈沖識別為步 行或跑步的脈沖，相應地，也不會計入步數(shù)。
脈幅檢測單元638用于檢測脈沖的幅度，根據(jù)脈沖幅度判斷是跑步還是步 行。無論是步行還是跑步，加速度都是波動的。如上所述，步行或跑步的加速 度會圍繞在上下方向lg左右波動。實驗表明，對于步行而言，加速度的波動幅 度將大于O.lg，但是小于某一個值，本實施例中，這個值設為2/3g;相應地， 對于跑步而言，加速度的波動幅度將大于某一個值，本實施例中，大于2/3g。 另外，在跑步過程中，當雙腳離開地面時，由于加速度傳感器沒有受到人體的 作用力，其相對人體的加速度為O，此時，加速度傳感器獲得最小的加速度值， 即加速度接近O。通過實驗驗證，最小的加速度值小于0.5g。由上述分析可知， 通過檢測合成加速度幅度波動范圍，可以判斷出人體是在步行還是跑步。即， 如果波動幅度小于2/3g,則是步行；如果波動幅度大于2/3g,則是跑步。另夕卜， 可以依據(jù)加速度的最小值來判斷是否是步行，如果存在最小值小于0.5g的加速 度值，則是跑步；反之則為步行。
顯示單元640與控制模塊630相連，用于分別顯示步行或跑步的步數(shù)?？?制模塊630識別出跑步或步行后，分別對步行或跑步步數(shù)進行計數(shù)，并將計數(shù) 結(jié)果在顯示單元640上顯示。
輸入單元650與控制模塊630相連，用于供用戶輸入信號至控制模塊630， 例如按健產(chǎn)生按健信號至控制模塊630。結(jié)合參閱圖7，用戶可以通過輸入單元 650啟動步幅纟交正功能和測距功能。
步幅校正功能啟動后，首先，步驟S702，獲取預定距離。該預定距離可以 從存儲單元660中讀取，例如200m;也可以由用戶通過輸入單元650輸入。用 戶通過輸入單元650啟動計步后，開始統(tǒng)計步數(shù)(S704),直到用戶通過輸入單 元650結(jié)束計步，即行程結(jié)束(S706 )。控制模塊630依上述方法判斷行程過程 是跑步還是步行(S708 ),如果是跑步，則計算跑步的步幅，即預定距離除以步 數(shù)為跑步的步幅，該步幅為用戶自己的步幅，可以替換計步裝置600的存儲單 元660中預先存儲的跑步步幅，實現(xiàn)校正跑步的每步距離，即跑步步幅(S710); 如果是步行，則計算步行的步幅，即預定距離除以步數(shù)為步行的步幅，該步幅 為用戶自己的步幅，可以替換計步裝置600的存儲單元660中預先存儲的步行 步幅，實現(xiàn)校步行的每步距離，即步行步幅(S712)。更廣義的，用戶也可用步 行和跑步混合行進的方式完成步幅校正。 一個實施例如下所述。用戶行進兩次
同樣的距離S,那么有"JV^+A'附w"r'"r+A'"w，其中A為跑步步幅(每
步行進距離)，/V為步行步幅；科為第一次的跑步的總步數(shù)，mw為第一次的步 行的總步數(shù)， 為第二次的跑步的總步數(shù)， 為第二次的步行的總步數(shù)。計步 器可測得mr, ww, "r, ww,連同s均為已知量，解出和； w即可。當然，上述兩 次校正的距離s也可以不同。用這種方法進行的步幅沖交正信息可以用來簡單的測 距總的行進距離為用計步器測得跑步的總步數(shù)和步行的總步數(shù)，分別乘以校 正的跑步步幅和步行步幅之后再相加。即利用前文所述的公式
這樣，在一段距離內(nèi)，即便用戶時走時跑，走走停停都可以分別統(tǒng)計出步行和 跑步的步數(shù)。
另一種步幅校正的方法則利用了每步行進距離(步幅)和單位時間內(nèi)的行
進步數(shù)(步率)之間的關(guān)系。通常當一個人加快行進速度時，他會無意識的同
時增大步幅和步率；反之亦然。根據(jù)這個規(guī)律，步幅校正的一個實施例如下。 在若干段已知距離的連續(xù)路程上做不同速度的步行或跑步，由計步器記錄每段 路程所花費的時間和步數(shù)。對于每段路程，即不同的4亍進(包括步行或跑步) 速度，可以用已知的距離除以測得的步數(shù)得到步幅，用測得的步數(shù)除以測得的 時間得到步率。那么就可以得到人的步幅和步率的若干組相互關(guān)系(如圖8中 的十字星號所示)。
在實際的行進過程中， 一個人的步率可能是任意的，即圖8中橫軸合理范 圍內(nèi)的任意一點。那么上述步幅校正過程中所采集的若干組對應關(guān)系并不能完 全滿足實際需要。這個問題可以用插值的方法來解決。如圖8所示，在校正過 程得到的測量點之間或之外進行內(nèi)插值或外插值，可以得到一條完整的步幅和 步率的關(guān)系曲線。應用二階或多階的多項式或樣條(Spline)插值方法，可以在較 小的計算量和滿意的精度下得到一條步幅與步率的關(guān)系曲線。完成計算后可以 把這個完整的關(guān)系儲存在存儲單元660當中，此后4艮據(jù)計步器測得的步率就可 以進行查表來進行快速而相對精確的測距。
利用步幅校正信息，可以進行測距，即行進距離或行程的估算。 一個實施 例如下所述。在行進(包括步行和跑步)的過程中，控制模塊630不斷控制循 環(huán)固定的時間窗(比如20秒)或自適應的可調(diào)時間窗。在每個時間窗內(nèi)，用測 得的步數(shù)除以該時間窗的時間得到步率。接著，利用存儲在存儲單元660中步 幅和步率的關(guān)系(圖8)，可以查到該步率所對應的步幅。那么，該時間窗內(nèi)的 行進距離為查到的步幅乘以測得的步數(shù)?？偟男谐叹嚯x是每個時間窗內(nèi)計算出 來的行彭巨離的累加和，該總的行程距離可以顯示在顯示單元640上。用這種 方法進行測距，可以捕捉到用戶速度的不斷變化，從而得到更精確的結(jié)果。對 每個時間窗分別測距，確保每個測量數(shù)據(jù)的誤差互相獨立而提高整體的測距精 度。
上述計步裝置600對加速度的幅度進行檢測，可以區(qū)分出人體是在步行還 是在跑步。采用步行計數(shù)器和跑步計數(shù)器分別對步行和跑步進行計數(shù)，使人們 更容易了解掌控運動量。對脈沖寬度進行檢測，可以區(qū)分非步行或跑步的加速
度，提高步數(shù)統(tǒng)計的精度。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和 改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附 權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1、一種計步方法，其特征在于，該方法包括以下步驟獲取各方向加速度；計算合成加速度；判斷合成加速度是否為假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度；如果合成加速度是假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，則忽略該加速度，如果加速度非假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，則根據(jù)合成加速度判斷是跑步還是步行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，還包括將各方向的加速度數(shù) 值標準化的步驟。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，還包括濾除加速度數(shù)值中的 噪聲成份的步驟。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，所述判斷合成加速度是否為 假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度的步驟包括判斷合成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍內(nèi) 的步驟，如果檢測到的脈寬不在預定范圍內(nèi)，則不將該合成加速度識別為步行 或跑步的合成加速度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，所述判斷合成加速度是否為 假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度的步驟包括對合成加速度進行檢測的步驟，如果合成加速 度的方向偏離正常方向的閾值，則忽略該合成加速度將其判定為虛假的干擾信 號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，所述根據(jù)合成加速度判斷是 跑步還是步行的步驟包括判斷合成加速度幅度波動是否大于預定值，如果大 于預定值，則判斷為跑步；如果小于預定值，則判斷為步行。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計步方法，其特征在于，所述根據(jù)合成加速度判斷是 跑步還是步行的步驟包括判斷合成加速度是否有接近O的加速度值，如果有， 則判斷為跑步；如果沒有，則判斷為步行。
8、 一種步幅校正方法，其特征在于，該方法包括以下步驟獲取步數(shù)； 計算步幅；計算步率；存儲步幅和步率的關(guān)系。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的步幅校正方法，其特征在于，所述計算步幅的步驟包 括獲取預定距離； 統(tǒng)計步數(shù)；根據(jù)預定距離與統(tǒng)計的步數(shù)計算步幅。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的步幅校正方法，其特征在于，所述獲取預定距離的 步驟為獲取兩次預定距離，所述統(tǒng)計步數(shù)的步驟包括分別統(tǒng)計步行步數(shù)與跑步 步數(shù)的步驟，所述計算步幅的步驟為根據(jù)兩次預定距離及對應的步行步數(shù)與跑 步步數(shù)計算出步行步幅與跑步步幅。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的步幅校正方法，其特征在于，所述步幅和步率的關(guān) 系是對所述步幅和與所述步幅對應的步率進行二階多項式或多階多項式或樣條 插值方法而得到。
12、 一種測距方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 統(tǒng)計步數(shù)；計算步率；根據(jù)步率查詢步幅與步率的關(guān)系曲線得到步幅； 根據(jù)步幅和計步器測得的步數(shù)獲得測量距離。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的測距方法，其特征在于，還包括劃分時間窗和在時 間窗內(nèi)測量距離并統(tǒng)計各時間窗的距離之和的步驟。
14、 一種計步裝置，其包括用于獲取各方向加速度的加速度傳感器，其特征在 于，所述計步裝置還包括與所述加速度傳感器相連的控制模塊，所述控制模塊 用于根據(jù)各方向的加速度計算合成加速度并根據(jù)合成加速度區(qū)分是否為假觸發(fā) 產(chǎn)生的加速度，如果加速度非假觸發(fā)產(chǎn)生的加速度，則判斷是跑步還是步行。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，還包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器， 所述模擬傲字轉(zhuǎn)換器與所述加速度傳感器相連，將加速度傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號，并輸出給所述控制模塊。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，所述控制模塊包括濾除加速度數(shù)值中的噪聲成份的噪聲濾除單元。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，所述控制模塊包括判斷合 成加速度的脈沖寬度是否在預定范圍內(nèi)的脈寬檢測單元。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，所述控制模塊包括根據(jù)合 成加速度判斷是跑步還是步行的脈幅檢測單元，所述脈幅檢測單元用于判斷合 成加速度幅度波動是否大于預定值，如果大于預定值，則判斷為跑步；如果小 于預定值，則判斷為步行。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，所述控制模塊包括根據(jù)合 成加速度判斷是跑步還是步行的脈幅檢測單元，所述脈幅檢測單元用于判斷合 成加速度是否有接近0的加速度值，如果有，則判斷為跑步；如果沒有，則判 斷為步行。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的計步裝置，其特征在于，還包括輸入單元及存儲單 元，所述輸入單元用于供用戶輸入信號至所述控制才莫塊以啟動步幅校正功能， 所述控制模塊用于根據(jù)預定距離及步數(shù)校正步幅，并將校正后的步幅存入所述 存儲單元中。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的計步裝置，其特征在于，所述控制模塊還用于根據(jù) 所述步幅與及所述步數(shù)獲得步幅與步率的關(guān)系曲線，并將該關(guān)系曲線存儲在所 述存儲單元中。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的計步裝置，其特征在于，還包括顯示單元，所述控 制模塊用于根據(jù)所述計步裝置統(tǒng)計的步數(shù)及所述關(guān)系曲線，控制所述顯示單元 顯示與所述步數(shù)對應的距離。
全文摘要
一種計步方法，包括以下步驟獲取各方向加速度；計算合成加速度；根據(jù)合成加速度的幅度判斷是跑步還是步行。上述計步方法中，采用對加速度的進行檢測的方法，可以區(qū)分出人體是在步行還是在跑步。還可區(qū)分是真正的走路行進還是其他擾動。此外，還提供了一種計步裝置及步幅校正、行進距離估算的方法。
文檔編號G01C22/00GK101354265SQ20081014247
公開日2009年1月28日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者馬楚天 申請人:幻音科技(深圳)有限公司;幻音數(shù)碼有限公司