正常計(jì)步還是異常計(jì)步的問(wèn)題，提供了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置異常計(jì)步的檢測(cè)方法和裝置，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中獲取一個(gè)加速度信號(hào)，對(duì)獲取到的加速度信號(hào)進(jìn)行一系列的處理，然后對(duì)處理過(guò)的加速度信號(hào)進(jìn)行樣本熵的計(jì)算，計(jì)算得出的樣本熵與預(yù)設(shè)范圍值對(duì)比，如果超出預(yù)設(shè)范圍值，則判斷為異常計(jì)步。
[0061]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置異常計(jì)步的檢測(cè)方法，包括:
[0062]步驟1，獲取運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的加速度信號(hào)；
[0063]步驟2，對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的加速度信號(hào)；
[0064]步驟3，對(duì)預(yù)處理后的加速度信號(hào)進(jìn)行特征值提取，獲得至少一個(gè)特征值；
[0065]步驟4，對(duì)所述特征值進(jìn)行樣本熵計(jì)算，得到樣本熵值；
[0066]步驟5，若所述樣本熵值小于等于第一預(yù)設(shè)閾值或大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)為異常計(jì)步。
[0067]本發(fā)明的具體實(shí)施例中，步驟3的特征值提取不局限于一種具體的特征，只要能反映運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的特征都可以采用，如圖4-5所示，由于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置中正常行走和異常情況的活動(dòng)提取到的加速度信號(hào)不同，信號(hào)內(nèi)不同時(shí)間段內(nèi)的差值也不同，因此可以按照計(jì)算獲取到的運(yùn)動(dòng)的加速度信號(hào)的相關(guān)特征的樣本熵來(lái)區(qū)分是正常行走還是異常情況的活動(dòng)，步驟5中正常行走時(shí)利用加速度信號(hào)的特征值計(jì)算得出的樣本熵值在第一預(yù)設(shè)閾值和第二預(yù)設(shè)閾值之間，其中第一預(yù)設(shè)閾值小于第二預(yù)設(shè)閾值，所以步驟4得到的樣本熵值若小于等于第一預(yù)設(shè)閾值或大于等于第二預(yù)設(shè)閾值，則確定運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)為異常計(jì)步。
[0068]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的步驟進(jìn)一步還包括:
[0069]對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行低通濾波；
[0070]對(duì)低通濾波后的加速度信號(hào)計(jì)算三軸平方和。
[0071]本發(fā)明的具體實(shí)施例中，對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行低通濾波的目的就是去除噪音信號(hào)。
[0072]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)低通濾波后的加速度信號(hào)計(jì)算三軸平方和的步驟包括:
[0073]獲取低通濾波后的所述加速度信號(hào)在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的三個(gè)軸方向上的加速度數(shù)值；
[0074]通過(guò)公式f(t) = x(t)2+y (t)2+z (t)2計(jì)算所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的三軸平方和,其中，x(t)、y (t)、z (t)分別表示同一時(shí)刻三個(gè)軸方向的加速度數(shù)值。
[0075]本發(fā)明的具體實(shí)施例中，從獲取到的運(yùn)動(dòng)時(shí)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的加速度信號(hào)的時(shí)域圖中可以獲取到每一時(shí)刻分別在三個(gè)軸方向上的加速度數(shù)值，利用公式f(t)=x(t)2+y(t)2+z(t)2可以計(jì)算出整個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)加速度信號(hào)的三軸平方和，因此加速度信號(hào)三軸平方和關(guān)于時(shí)間的變化情況就可以反應(yīng)運(yùn)動(dòng)中加速度信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。
[0076]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)預(yù)處理后的加速度信號(hào)進(jìn)行特征值提取，獲得至少一個(gè)特征值的步驟包括
[0077]根據(jù)公式Fs = sum| f (t) |獲取第一特征值，F(xiàn)s表示一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的面積。
[0078]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)預(yù)處理后的加速度信號(hào)進(jìn)行特征值提取，獲得至少一個(gè)特征值的步驟還包括
[0079]根據(jù)公式Fm = mean (Fs/N)獲取第二特征值,Fm表示一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的均值，N為一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的樣本數(shù)。
[0080]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對(duì)預(yù)處理后的加速度信號(hào)進(jìn)行特征值提取，獲得至少一個(gè)特征值的步驟還包括
[0081]根據(jù)公式Fd = max(f (t))-min(f (t)) |獲取第三特征值，F(xiàn)d表示所述一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的極值差，其中，max(f(t))為一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的最大值，min(f((t))為一段時(shí)間內(nèi)加速度信號(hào)三軸平方和的最小值。
[0082]本發(fā)明的具體實(shí)施例中，提取預(yù)處理后的加速度信號(hào)的特征值可以是上述任何一種特征值，上述三種特征值均是以加速度信號(hào)的三軸平方和為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算所得，所以三個(gè)特征值隨時(shí)間的變化關(guān)系均可以反映加速度信號(hào)隨時(shí)間的變化關(guān)系。
[0083]需要說(shuō)明的是，還可以提取加速度信號(hào)別的特征，例如對(duì)加速度信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換、小波變換后基于加速度信號(hào)的頻譜或者對(duì)信號(hào)本身計(jì)算樣本熵。
[0084]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，如圖2所示，對(duì)提取出的加速度信號(hào)的特征值進(jìn)行樣本熵計(jì)算，得到樣本熵值的步驟包括:
[0085]步驟401，獲取K個(gè)連續(xù)的特征值；
[0086]步驟402，獲取不同起點(diǎn)長(zhǎng)度均為m的特征值的序列間匹配的數(shù)量B ；
[0087]步驟403，獲取不同起點(diǎn)長(zhǎng)度均為m+1的特征值的序列間匹配的數(shù)量A ；
[0088]步驟404,利用下列公式SampEN = -Ln (A/B)計(jì)算樣本熵。
[0089]本發(fā)明的具體實(shí)施例中，步驟401首先獲取加速度信號(hào)的三軸平方和的波形中一個(gè)長(zhǎng)度為η的窗口的三軸平方和值，通過(guò)把窗口依次平移一個(gè)時(shí)間單位即可獲取K個(gè)連續(xù)的特征值，以實(shí)施例一為例，F(xiàn)s1,Fs2,......，F(xiàn)sk,其中 Fs1 = f (ti)+f (t2)+......+f (tn) ,Fs2 =
f (t2) +f (t3) +......+f (tn+1) Fsk = f (tk) +f (tk+1) +......f (tn+k i)；
[0090]步驟402中，獲取以i為起點(diǎn)，長(zhǎng)度為m的特征值的序列Xm⑴與以j為起點(diǎn)，長(zhǎng)度為m的特征值的序列Xm(j)的匹配的數(shù)量B,其中Xm(i) = (Fsi, Fsi+1,......, Fsi+m J , Xm(j)
={FSj，F(xiàn)Sj+1，……,Fsj+n J , i e [1,2……,K-M+l], j e [i, i+1……,K-M+1]；
[0091]步驟403，獲取以i為起點(diǎn)，長(zhǎng)度為m+1的特征值的序列X?+1⑴與以j為起點(diǎn)，長(zhǎng)度為m+1的特征值的序列XlriU)的匹配的數(shù)量Ajmxn^a) = {Fs1；Fs1+1,……，F(xiàn)s1+ni}，Xn+1 (j) = {FSj,Fsj+1,……,Fsj+n}, i E [1,2,……,K-M], j E [i, i+1,……,K-M]；
[0092]這里需要說(shuō)明的是匹配的定義:假設(shè)XniQ)與Xni(j)的匹配度為r，若Fs1-Fsj I <r& I Fsi+1-Fsj+11 <r&......& | Fsi+m !-Fsym 11〈r,則 Xji)與 Xm(j)匹配。
[0093]本發(fā)明的上述實(shí)施例中，預(yù)設(shè)第一預(yù)設(shè)閾值可以為0，第二預(yù)設(shè)閾值可以為0.35，其中，第一預(yù)設(shè)閾值是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為單擺情況下計(jì)算得出的，第二預(yù)設(shè)閾值是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為手搖情況下計(jì)算得出的。
[0094]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置異常計(jì)步的檢測(cè)裝置，包括:
[0095]獲取模塊10，用于獲取運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的加速度信號(hào)；
[0096]預(yù)處理模塊20，用于對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的加速度信號(hào);
[0097]特征值提取模塊30，用于對(duì)預(yù)處理后的加速度信號(hào)進(jìn)行特征值提取，獲得至少一個(gè)特征值；
[0098]計(jì)算模塊40，用于對(duì)所述特征值進(jìn)行樣本熵計(jì)算，得到樣本熵值；
[0099]確定模塊50，若所述樣本熵值小于等于第一預(yù)設(shè)閾值或者大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)為異常計(jì)步。
[0100]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述預(yù)處理模塊包括:
[0101]濾波單元，用于對(duì)所述加速度信號(hào)進(jìn)行低通濾波；
[0102]第一計(jì)算單元，用于對(duì)低通濾波后的加速度信號(hào)計(jì)算三軸平方和。
[0103]具體的，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所述第一計(jì)算單元包括:
[0104]獲取子單元，用于獲取低通濾波后的所述加速度信號(hào)在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的三個(gè)軸方向上的加速度數(shù)值；
[0105]計(jì)算子單元,用于通過(guò)公式f(t) = x(t)2+y (t)2+z (t)2計(jì)算所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的三軸平方和，其中，x(t)、y(t)、z(t)分別表示同一時(shí)刻三個(gè)軸方向的加速度數(shù)值。
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