基于加速度的計(jì)步算法和步長(zhǎng)計(jì)算研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹碓阶⒅刈约旱慕】担叫泻团懿接质且环N方便有效的鍛煉方式，這使得人們對(duì)精確計(jì)步的需求越來越大。人體步行和跑步時(shí)的信息可以通過加速度傳感器獲取，給獲得的加速度加以適當(dāng)?shù)乃惴纯捎?jì)算出人體步行時(shí)的步數(shù)和步長(zhǎng)。本文在此背景下研究已有的計(jì)步算法，并在其基礎(chǔ)上提出新的計(jì)步算法和計(jì)算步長(zhǎng)的算法。目前已有的計(jì)步算法主要是利用在某個(gè)方向具有明顯周期性變化的加速度來實(shí)現(xiàn)精確計(jì)步，如人體步行和跑步時(shí)腰部運(yùn)動(dòng)的加速度。本文在深入研究針

2、對(duì)腰部加速度的計(jì)步算法后，提出新的計(jì)步算法。新的計(jì)步算法改進(jìn)了動(dòng)態(tài)閾值的計(jì)算方法，并增加了步伐搜索和識(shí)別步行狀態(tài)的功能，從而使其可以利用變化不太穩(wěn)定的手臂加速度來實(shí)現(xiàn)精確計(jì)步。
　　本文通過分析人體步行和跑步時(shí)的加速度和所需閾值間的關(guān)系，為計(jì)步算法所使用的動(dòng)態(tài)閾值構(gòu)造一個(gè)計(jì)算公式。首先選擇具有不同步行特征的人在可控的條件下步行來獲取大量的加速度數(shù)據(jù)并記錄實(shí)際步數(shù)。依據(jù)加速度和實(shí)際步數(shù)推斷出不同加速度下所對(duì)應(yīng)的理想閾值。然后利用數(shù)理

3、統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)這些加速度和閾值進(jìn)行分析，尋找它們的內(nèi)在規(guī)律并建立加速度和閾值之間的回歸方程即動(dòng)態(tài)閾值公式。
　　本文將步長(zhǎng)計(jì)算與計(jì)步算法結(jié)合，通過對(duì)每次跨步中前進(jìn)方向的加速度進(jìn)行積分來計(jì)算步長(zhǎng)，并使用一個(gè)校正因子有效地去除測(cè)得加速度中的干擾成分，從而實(shí)現(xiàn)精確計(jì)算步長(zhǎng)。
　　最后本文使用不同步態(tài)特征的測(cè)試者以不同步速測(cè)得的加速度數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)計(jì)步算法和步長(zhǎng)計(jì)算的精確度，其中本文提出的計(jì)步算法利用手臂加速度計(jì)步的精確度可達(dá)97％以上，