一种计步方法和终端与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种计步方法和终端。

背景技术：

随着科学技术的发展以及微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)惯性传感器的普及，计步器、手机、智能手表等越来越多的电子设备拥有了陀螺仪和加速度计，可以帮助用户统计收集运动信息，分析用户的运动状态。

现有计步方法大多是通过加速度计采集用户运动的加速度值，找到加速度的波峰和波谷，将相邻波峰和波谷之差与预设的阈值进行比较，根据比较结果判断用户是否发生移步。若发生移步，则累加一步。

然而，上述现有的计步方法中使用的阈值，其设定受较多因素，例如人的运动特征、加速度计算设备等的影响，导致该方法仅适用于用户匀速运动且终端设备位置固定的场景，而对于用户走走停停等非匀速运动的场景和/或终端设备位置相对人体变化时的场景(例如，终端设备拿在手上摆手走路等)很容易发生误判，导致计步精度下降。另一方面，对于手机等终端设备，手机相对于人体的位置不确定，人的运动场景不同，也会导致计步精度下降，例如，手机拿在手上摆手走路、手机放在裤子口袋上下楼梯等。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种计步方法和终端，以提高用户运动时的计步精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种计步方法，所述方法包括：

获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)；

判断所述用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，所述时间窗口T_n是所述波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度；

若无法判断所述用户在所述时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计所述用户移动的步数。

另一方面，本发明实施例提供了一种终端，所述终端包括:

波形获取单元，用于获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)；

第一累加单元，用于判断所述用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，所述时间窗口T_n是所述波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度；

第二累加单元，用于若无法判断所述用户在所述时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计所述用户移动的步数。

本发明实施例通过获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)；判断所述用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，所述时间窗口T_n是所述波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度；若无法判断所述用户在所述时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计所述用户移动的步数，能够提高用户运动时的计步精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的计步方法的示意流程图；

图2是本发明实施例二提供的携带含有加速度计算设备的终端的用户运动时所述加速度计算设备输出的实时加速度数据构成的波形示意图；

图3是本发明实施例三提供的计步方法的示意流程图；

图4是本发明实施例四提供的终端的示意性框图；

图5是本发明实施例五提供的终端的示意性框图；

图6是本发明实施例六提供的终端的示意性框图；

图7是本发明实施例七提供的终端的示意性框图；

图8是本发明实施例八提供的终端的示意性框图；

图9是本发明实施例九提供的终端的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当......时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

具体实现中，本发明实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是，在某些实施例中，所述设备并非便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。

在接下来的讨论中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而，应当理解的是，终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和/或控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。

终端支持各种应用程序，例如以下中的一个或多个：绘图应用程序、演示应用程序、文字处理应用程序、网站创建应用程序、盘刻录应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时消息收发应用程序、锻炼支持应用程序、照片管理应用程序、数码相机应用程序、数字摄影机应用程序、web浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。

可以在终端上执行的各种应用程序可以使用诸如触摸敏感表面的至少一个公共物理用户接口设备。可以在应用程序之间和/或相应应用程序内调整和/或改变触摸敏感表面的一个或多个功能以及终端上显示的相应信息。这样，终端的公共物理架构(例如，触摸敏感表面)可以支持具有对用户而言直观且透明的用户界面的各种应用程序。

参见附图1，是本发明实施例提供的一种计步方法的示意流程图。本实施例中计步方法的执行主体可为带有加速度计算设备的终端。终端可以为手机、平板电脑等。如附图1所示的计步方法可包括以下步骤S101至S103，详细说明如下：

S101，获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)。

在本发明实施例中，“用户”指的是携带含有加速度计的终端的人，例如，携带还有加速度计的移动终端的人。作为本发明一个实施例，获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)可以是：先实时获取终端在x轴、y轴和z轴方向的加速度数据a_x、a_y和a_z，然后，对这些数据进行信号的滤波，最后，按照公式计算出来的数据并以时间t为变量，在二维平面绘成的曲线就是实时加速度数据构成的波形r(t)。

S102，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，其中，时间窗口T_n是波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

在本发明实施例中，时间窗口T_n是波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。如附图2所示，波形r(t)中，波谷对应的时刻T_rn与相邻波谷对应的时刻T_rn-a之间的时间跨度就是时间窗口T_n。作为本发明一个实施例，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步可以是基于波形相似性，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，具体可以通过如下步骤S1021和步骤S1022实现：

S1021，计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P，其中，时间窗口T_n-1是紧邻时间窗口T_n、在时间轴t上先于时间窗口T_n并且波形r(t)中两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

具体地，假定两信号分别为x(t)、y(t)，利用统计学上的相关性来求取这两段信号的相关系数，即时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r_a'之间的相似度P。在本发明实施例中，两段波形完全相同时，相似度P的值为1，完全不同时，相似度P的值为0。由此说明，相似度P的值越大，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r_a'越相似，反之，相似度P的值越小，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r_a'越不相似。

需要说明的是，在计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P之前，还可以对移步频率是否有效进行判断。在本发明实施例中，是通过判断所述时间窗口T_n是否在预设的移步周期的范围之内，例如，是否在0.2s至2秒内来判断。

S1022，若时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r_a'之间的相似度P大于预设的相似度阈值P_v，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步。

在本发明实施例中，相似度阈值P_v是一个经验值。如前所述，由于相似度P的值越大，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a越相似，因此，相似度阈值P_v应当是时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a相似时对应的相似度最小值。

S103，若无法判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计用户移动的步数。

从上述附图1示例的计步方法可知，当基于波形相似性，无法判断用户是否在移步时，基于惯性补偿算法计算用户是否在移动，并累计用户移动的步数。相较于现有技术仅仅采用基于波形相似性或类似方法，在某些场景下无法计算用户移动的步数，本发明将基于波形相似性和基于惯性补偿算法相结合，在前者无法计算用户移动的步数时，后者作为一种补充算法，因此，能够精确计算运动中的用户在各种场景下是否移步以及移动的步数。

参见附图3，是本发明另一实施例提供的计步方法的示意流程图。本实施例中计步方法的执行主体为终端。终端可以为手机、平板电脑等移动终端。如附图3所示计步方法可包括以下步骤S301至S305，详细说明如下：

S301，获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)。

在本发明实施例中，“用户”指的是携带含有加速度计的终端的人，例如，携带还有加速度计的移动终端的人。作为本发明一个实施例，获取携带含有加速度计的终端的用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)可以是：先实时获取终端在x轴、y轴和z轴方向的加速度数据a_x、a_y和a_z，然后，对这些数据进行信号的滤波，最后，按照公式计算出来的数据并以时间t为变量，在二维平面绘成的曲线就是实时加速度数据构成的波形r(t)。

S302，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，其中，时间窗口T_n是波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

在本发明实施例中，时间窗口T_n是波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。如附图2所示，波形r(t)中，波谷对应的时刻T_rn与相邻波谷对应的时刻T_rn-a之间的时间跨度就是时间窗口T_n。作为本发明一个实施例，，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步可以是基于波形相似性，判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，具体可以通过如下步骤S3021和步骤S3022实现：

S3021，计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P，其中，时间窗口T_n-1是紧邻时间窗口T_n、在时间轴t上先于时间窗口T_n并且波形r(t)中两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

具体地，假定两信号分别为x(t)、y(t)，利用统计学上的相关性来求取这两段信号的相关系数，即时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r_a'之间的相似度P。在本发明实施例中，两段波形完全相同时，相似度P的值为1，完全不同时，相似度P的值为0。由此说明，相似度P的值越大，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a越相似，反之，相似度P的值越小，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a越不相似。

需要说明的是，在计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P之前，还可以对移步频率是否有效进行判断。在本发明实施例中，是通过判断所述时间窗口T_n是否在预设的移步周期的范围之内，例如，是否在0.2s至2秒内来判断。

S3022，若时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P大于预设的相似度阈值P_v，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步。

在本发明实施例中，相似度阈值P_v是一个经验值。如前所述，由于相似度P的值越大，时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a越相似，因此，相似度阈值P_v应当是时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a相似时对应的相似度最小值。

S303，若无法判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，则求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g，其中，r_g＝k*r_avg，k为经验系数。

在本发明实施例中，预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg即r_avg＝(r_n+r_n-1+,...,+r₂+r₁)/n。需要说明的是，为了解决信号干扰，需要对有效步频进行判断。在本发明实施例中，可以在求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g之前，通过判断预设时间窗口T_a是否在预设的移步周期的范围之内，例如，是否在0.2s至2秒内来判断。

S304，比较预设时间窗口T_a内波形的峰值r_max与动态阈值r_g以及谷值r_min与动态阈值r_g的大小关系。

S305，若r_max大于r_g，并且r_min小于r_g，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步并累计。

从上述附图3示例的计步方法可知，当基于波形相似性，无法判断用户是否在移步时，基于惯性补偿算法计算用户是否在移动，并累计用户移动的步数。相较于现有技术仅仅采用基于波形相似性或类似方法，在某些场景下无法计算用户移动的步数，本发明将基于波形相似性和基于惯性补偿算法相结合，在前者无法计算用户移动的步数时，后者作为一种补充算法，因此，能够精确计算运动中的用户在各种场景下是否移步以及移动的步数。

参见附图4，是本发明实施例提供的一种终端的示意性框图。终端可以为手机、平板电脑等移动终端，但并不限于此，还可以为其他终端，此处不做限制。本实施例的终端包括的各模块用于执行附图1或附图3对应的实施例中的各步骤，具体请参阅附图1或附图3以及附图1或附图3对应的实施例中的相关描述，此处不赘述。本实施例的终端包括波形获取单元401、第一累加单元402和第二累加单元403，其中：

波形获取单元401，用于获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)；

第一累加单元402，用于判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加，其中，时间窗口T_n是波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度；

第二累加单元403，用于若无法判断用户在时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计用户移动的步数。

附图4示例的第一累加单元402可以包括计算单元501和第一确定单元502，如附图5所示本发明实施例五提供的终端，其中：

计算单元501，用于计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P，其中，时间窗口T_n-1是紧邻时间窗口T_n、在时间轴t上先于时间窗口T_n并且波形r(t)中两个相邻波谷在时间轴t上的跨度；

第一确定单元502，用于若时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P大于预设的相似度阈值P_v，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步。

附图5示例的终端还可以包括第一判断单元601，如附图6所示本发明实施例六提供的终端。第一判断单元601用于计算单元501计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P之前，判断时间窗口T_n是否在预设的移步周期的范围之内。

附图4示例的第二累加单元403可以包括求取单元701、比较单元702和第二确定单元703，如附图7所示本发明实施例七提供的终端，其中：

求取单元701，用于求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g，其中，r_g＝k*r_avg，k为经验系数；

比较单元702，用于比较预设时间窗口T_a内波形的峰值r_max与动态阈值r_g以及谷值r_min与动态阈值r_g的大小关系；

第二确定单元703，用于若r_max大于r_g，并且r_min小于r_g，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步并累计。

附图7示例的终端还可以包括第二判断单元801，如附图6所示本发明实施例八提供的终端。第二判断单元801用于求取单元701求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g之前，判断预设时间窗口T_a是否在预设的移步周期的范围之内。

参见图9，是本发明另一实施例提供的一种终端示意框图。如图所示的本实施例中的终端可以包括：一个或多个处理器901；一个或多个输入设备902，一个或多个输出设备903和存储器904。上述处理器901、输入设备902、输出设备903和存储器904通过总线905连接。

存储器904用于存储程序指令。

处理器901用于根据存储器904存储的程序指令执行以下操作：获取用户运动时加速度计输出的实时加速度数据构成的波形r(t)；判断所述用户在时间窗口T_n内是否移动一步，若是，则进行步数累加；若无法判断所述用户在所述时间窗口T_n内是否移动一步，则基于惯性补偿算法累计所述用户移动的步数，，所述时间窗口T_n是所述波形r(t)中任意两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

进一步地，处理器901还用于计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P；若相似度P大于预设的相似度阈值P_v，则确定所述用户在所述时间窗口T_n内移动一步，其中，时间窗口T_n-1是紧邻时间窗口T_n、在时间轴t上先于时间窗口T_n并且波形r(t)中两个相邻波谷在时间轴t上的跨度。

进一步地，处理器901还用于计算时间窗口T_n内的波形r_a与时间窗口T_n-1内的波形r′_a之间的相似度P之前，判断时间窗口T_n是否在预设的移步周期的范围之内。

进一步地，处理器901还用于求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g；比较预设时间窗口T_a内波形的峰值r_max与动态阈值r_g以及谷值r_min与动态阈值r_g的大小关系；若r_max大于r_g，并且r_min小于r_g，则确定用户在时间窗口T_n内移动一步并累计，其中，r_g＝k*r_avg，k为经验系数。

进一步地，处理器901还用于求取预设时间窗口T_a内波形幅值的平均值r_avg以及动态阈值r_g之前，判断预设时间窗口T_a是否在预设的移步周期的范围之内。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器901可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备902可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备903可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。

该存储器904可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器901提供指令和数据。存储器904的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器904还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器901、输入设备902和输出设备903可执行本发明实施例提供的计步方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。