一種用于運動監(jiān)測裝置的異常計步的檢測方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及運動檢測領域，具體涉及一種用于運動監(jiān)測裝置的異常計步的檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]人類行走是一個準周期過程，該過程中人體產生的振動也是準周期的?，F(xiàn)有運動監(jiān)測裝置如計步器都是以上述原理為基礎，首先通過加速度傳感器或陀螺儀記錄振動信號，振動信號中滿足一定波動幅度和時長的一個準周期被識別為一步并做統(tǒng)計，在此基礎上，同步估計能耗，距離等信息。
[0003]但是，運動監(jiān)測裝置中傳感器感測到的振動信息并非一定是由用戶行走造成的，可能是由于其它原因造成的。幾種常見的情況包括:將計步器拿在手中搖晃(手搖)，用繩子一端系住計步器并使之做圓周運動(手繞)，計步器掛在繩子上做單擺運動(單擺)，用戶坐時的小幅度抖動腿部(抖腿)。傳統(tǒng)運動監(jiān)測裝置沒有針對這些情況做處理，通常會在這些異常情況下產生計步，造成計步監(jiān)測錯誤。
[0004]一方面，這些異常的錯誤計步可能是用戶無意造成的，而用戶希望能夠準確的記錄自己的活動，這些錯誤計步是用戶不愿意看到的；另一方面，這些異常的錯誤計步是用戶有意為之，目前的異常監(jiān)測裝置通常都配合有一個網絡平臺與其他用戶互動(例如好友競賽)，這些錯誤計步在用戶沒有運動的情況下，錯誤的記錄了大的運動量，使用戶之間的比較或競賽變得不公平。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于運動監(jiān)測裝置的異常計步的檢測方法和裝置，在運動監(jiān)測裝置在計步過程中可以判斷是否為異常計步，從而實現(xiàn)運動監(jiān)測裝置的正確計止/J/ O
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于運動監(jiān)測裝置的異常計步的檢測方法，包括:
[0007]獲取運動監(jiān)測裝置的一預設時間段內的加速度信號；
[0008]對所述加速度信號進行預處理，獲得預處理后的加速度信號；
[0009]對預處理后的加速度信號進行特征值提取，獲得至少一個特征值；
[0010]對所述特征值進行樣本熵計算，得到樣本熵值；
[0011]若所述樣本熵值小于等于第一預設閾值或大于等于第二預設閾值時，確定運動監(jiān)測裝置當前記錄的數據為異常計步。
[0012]其中，所述對加速度信號進行預處理的步驟包括:
[0013]對所述加速度信號進行低通濾波；
[0014]對低通濾波后的加速度信號計算三軸平方和。
[0015]其中，所述對低通濾波后的加速度信號計算三軸平方和的步驟包括:
[0016]獲取低通濾波后的所述加速度信號在所述預設時間段內的三個軸方向上的加速度數值；
[0017]通過公式f (t) = x(t)2+y(t)2+z(t)2計算所述預設時間段內的三軸平方和，其中，x(t)、y (t)、z (t)分別表示同一時刻三個軸方向的加速度數值。
[0018]其中，所述對預處理后的加速度信號進行特征值提取，獲得至少一個特征值的步驟包括:
[0019]根據公式Fs = sum| f (t) |獲取第一特征值，F(xiàn)s表示一段時間內加速度信號三軸平方和的面積。
[0020]其中，所述對預處理后的加速度信號進行特征值提取，獲得至少一個特征值的步驟還包括:
[0021]根據公式Fm = mean(Fs/N)獲取第二特征值,Fm表示一段時間內加速度信號三軸平方和的均值，N為一段時間內加速度信號三軸平方和的樣本數。
[0022]其中，所述對預處理后的加速度信號進行特征值提取，獲得至少一個特征值的步驟還包括:
[0023]根據公式Fd = max(f (t))-min(f (t)) |獲取第三特征值，F(xiàn)d表示所述預設時間段內加速度信號三軸平方和的極值差，其中，max(f (t))為一段時間內加速度信號三軸平方和的最大值，min(f((t))為一段時間內加速度信號三軸平方和的最小值。
[0024]其中，所述對所述特征值進行樣本熵計算，得到樣本熵值的步驟包括:
[0025]獲取K個連續(xù)的特征值；
[0026]計算不同起點，長度均為m的特征值的序列間匹配的數量B ；
[0027]計算不同起點，長度均為m+1的特征值的序列間匹配的數量A ；
[0028]利用公式SampEN = -Ln (A/B)計算樣本熵，獲得樣本熵值,其中，SampEN表示樣本熵值。
[0029]本發(fā)明實施例還提供一種用于運動監(jiān)測裝置異常計步的檢測裝置，包括:
[0030]獲取模塊，用于獲取運動監(jiān)測裝置的一預設時間段內的加速度信號；
[0031]預處理模塊，用于對所述加速度信號進行預處理，獲得預處理后的加速度信號；
[0032]特征值提取模塊，用于對預處理后的加速度信號進行特征值提取，獲得至少一個特征值；
[0033]計算模塊，用于對所述特征值進行樣本熵計算，得到樣本熵值；
[0034]確定模塊，用于在所述樣本熵值小于等于第一預設閾值或者大于等于第二預設閾值時，確定運動監(jiān)測裝置當前記錄的數據為異常計步。
[0035]其中，所述預處理模塊包括:
[0036]濾波單元，用于對所述加速度信號進行低通濾波；
[0037]第一計算單元，用于對低通濾波后的加速度信號計算三軸平方和。
[0038]其中，所述第一計算單元包括:
[0039]獲取子單元，用于獲取低通濾波后的所述加速度信號在所述預設時間段內的三個軸方向上的加速度數值；
[0040]計算子單元,用于通過公式f(t) = x(t)2+y(t)2+z(t)2計算所述預設時間段內的三軸平方和，其中，X (t)、y (t)、z (t)分別表示同一時刻三個軸方向的加速度數值。
[0041]其中，所述特征值提取模塊包括:
[0042]第一特征值獲取單元,用于根據公式Fs = sum | f (t) |獲取第一特征值,Fs表示一段時間內加速度信號三軸平方和的面積。
[0043]其中，所述特征值提取模塊還包括:
[0044]第二特征值獲取單元,用于根據公式Fm = mean (Fs/N)獲取第二特征值,Fm表示一段時間內加速度信號三軸平方和的均值，N為一段時間內加速度信號三軸平方和的樣本數。
[0045]其中，所述特征值提取模塊還包括:
[0046]第三特征值獲取單元,用于根據公式Fd = max(f (t))-min(f (t)) |獲取第三特征值，F(xiàn)d表示所述預設時間段內加速度信號三軸平方和的極值差，其中，max(f(t))為一段時間內加速度信號三軸平方和的最大值，min (f ((t))為一段時間內加速度信號三軸平方和的最小值。
[0047]其中，所述計算模塊包括:
[0048]獲取單元，用于獲取K個連續(xù)的特征值；
[0049]第二計算單元，用于計算不同起點，長度均為m的特征值的序列間匹配的數量B ;
[0050]第三計算單元，用于計算不同起點，長度均為m+1的特征值的序列間匹配的數量A ；
[0051]第四計算單元，用于利用公式SampEN = -Ln (A/B)計算樣本熵，獲得樣本熵值，其中，SampEN表示樣本熵值。
[0052]本發(fā)明的上述技術方案至少具有如下有益效果:
[0053]本發(fā)明實施例的用于運動監(jiān)測裝置的異常計步的檢測方法中，由于異常計步和正常運動的加速度信號不同，通過對運動的加速度信號進行預處理，對預處理的加速度信號的特征值進行樣本熵計算，與預定的閾值比較，可以判斷為異常運動還是正常運動，可以避免運動監(jiān)測裝置統(tǒng)計錯誤的運動造成競賽中的不公平。
【附圖說明】
[0054]圖1為本發(fā)明實施例所述的異常計步的檢測方法的步驟流程圖；
[0055]圖2為本發(fā)明實施例中圖1中步驟4的流程圖；
[0056]圖3為本發(fā)明實施例所述的異常計步的檢測裝置的結構示意圖；
[0057]圖4為正常行走的兩個周期的加速度信號示意圖；
[0058]圖5為單擺的兩個周期的加速度信號示意。
【具體實施方式】
[0059]為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0060]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中運動檢測裝置在計步過程中無法判斷是