CN102472631A - 具有自动步长适配的路程计、用于运行路程计的方法和路程计的应用 - Google Patents

具有自动步长适配的路程计、用于运行路程计的方法和路程计的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定步行走过的路程的长度的路程计，其中，该路程计具有用于求得步数的加速度传感器以及用于求得地理高度的变化的压力传感器，并且分析处理单元被配置用于使步长适配于测得的平均的每步高度变化。

Description

具有自动步长适配的路程计、用于运行路程计的方法和路程计的应用
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的路程计。
背景技术
这样的路程计，在下面也称为计步器，是广泛公知的。例如由文献DE10 2007 043 490 A1公开一种路程计，在该路程计中通过对加速度传感器信号的分析处理能够推断出步数或者通过预给定的步长能够推断出走过的路程。因为这样求得的距离仅仅对应于在起点和目标点之间在平面中投影的航线，所以还规定应用压力传感器以考虑在路程变化过程上的高度剖面图。在根据现有技术的路程计中不利的是：仅仅规定普遍地考虑越过的高度对走过的路程的长度的影响。在路程测量中考虑的步长与每步高度变化的可变适配在现有技术中没有被公开，因此该路程计算形式是比较不精确的。
发明内容
根据并列权利要求的特征的按本发明的路程计和按本发明的用于对步计数的方法相对于现有技术具有优点：也就是说可变地实现了预给定的步长与测得的平均的每步高度变化的适配，如果测得的平均的每步高度变化尤其是相对于确定的部分路程显著地改变的话。因此，基于路程计能够更精确地确定步行走过的路程。
通常人们在行走时改变其步长。步长在此尤其取决于在行走时每步所跨过的高度。因此，人们在上坡或下坡地带中行走时通常自动地缩短其步长。尤其是在上下楼梯时步长强烈地缩短。这会导致错误地计算步行走过的路程，如果该计算基于步数和将未适配的步长作为基础的话。按本发明有利的是：根据走过的路程的剖面图实现步长的比较柔性的适配。因此即便在其总高度变化之和为零的正的和负的高度变化的顺序序列时也实现步长与相应的正的和负的斜率的适配。
尤其当求取在建筑物中走过的其中重复地上下楼梯的路程的长度时，这样能够实现比现有技术更高的精度。如果求得的走过的路程例如被用于计算航迹导航法，则能够借助步长精确确定走过的路程尤其是在建筑物、隧道和地铁站内部是有利的，因为通常在计算航迹导航法中执行的根据GPS信号的位置修正在GPS接收很差或者没有GPS接收的地点是不能实现的。这样的计算航迹导航法可能例如对于与地点相关的服务是必须的。
根据一种优选的扩展构型规定，在测得的平均的每步高度变化为零时，可变步长具有对应于预给定的步长的值，该值在下面被称为最大值，并且可变步长随着测得的平均的每步高度变化在数值上的增加而越来越小。这意味着在平的路段(即没有测得的平均的高度变化或者测得的平均的每步高度变化等于零)上给可变步长分配最大值。可变步长的相应值随着测得的平均的每步高度变化在数值上的增加而减小。因此，有利地实现了特别精确的路程计算。
根据另一种优选的扩展构型规定，预给定的步长位于50cm至100cm的间隔中、特别优选位于60cm至80cm的间隔中并且完全特别优选为70cm。
根据另一种优选的扩展构型规定，当测得的平均的每步高度变化在数值上大于预给定的上限的每步高度变化时，可变步长为零，其中，预给定的上限的每步高度变化位于25cm至35cm的间隔中，特别优选位于27cm至30cm的间隔中并且完全特别优选为28cm。由此同样能够改善路程的计算。因为建筑物中的梯级的平均高度为约14cm，所以例如一次上下两个梯级的步伐可以配设给上坡或下坡。相反在较大的每步高度变化时必须以专门情况为前提，例如爬上和爬下梯子。
根据另一种优选的扩展构型规定，分析处理单元被配置用于对一时间间隔上的压力信号求平均，其中，该时间间隔的长度为1至10秒、优选为2至6秒并且特别优选为3至4秒。该求平均完成，以减小在测量平均的每步高度变化时的误差，该误差能够通过路程计的使用者的运动或者通过对压力传感器信号的干扰影响产生。
根据另一种优选的扩展构型规定，可变步长在测得的平均的每步高度变化的从零出发直到预给定的阈值的第一区域中是预给定的步长，即对应于最大值，并且可变步长在第二区域中从第一阈值步长出发随着测得的平均的每步高度变化在数值上的增加而减小，其中，阈值位于每步4cm至12cm的间隔中、优选位于每步6cm至10cm的间隔中并且特别优选为每步8cm，第一阈值步长优选位于35cm至60cm的间隔中并且特别优选位于40cm至58cm的间隔中。该阈值被预设，以相对于压力信号的在时间上的求平均附加地补偿对压力传感器信号的干扰影响。
本发明的另一个主题是一种用于确定步行走过的路程的长度的方法，其中，借助加速度传感器的加速度信号求得检测步数，借助压力传感器的压力信号求得地理高度的变化。通过使步长适配于测得的平均的每步高度变化，能够实现比现有技术更精确地确定走过的路程的长度。
本发明的另一个主题是上述的路程计的应用，用于建筑物中的计算航迹导航法以及用于提供与地点相关的服务。
本发明的其它设计方案和扩展构型能由从属权利要求以及参照附图的说明得出。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的实施例中详细阐述。其示出：
图1根据本发明示例性实施方式的路程计的示意性视图，
图2沿着路程变化过程的示例性高度剖面的示意性视图，
图3根据本发明第一实施方式的作为每步高度变化的函数的可变步长的变化过程的示意性视图，
图4根据本发明第二实施方式的作为每步高度变化的函数的可变步长的变化过程的示意性视图，和
图5根据本发明第三实施方式的作为每步高度变化的函数的可变步长的变化过程的示意性视图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明示例性实施方式的路程计10的示意性方框图，其中，路程计10具有加速度传感器20、压力传感器30、分析处理单元40和输出单元50。加速度传感器20和压力传感器30的信号被输送给分析处理单元40，分析处理单元又将对这些信号的分析处理结果输送给输出单元50。
在图2中示出沿着走过的路程13的路程变化过程的示例性高度剖面的示意性图表。路程13具有第一部分路段11和第二部分路段12，这些部分路段具有不同的斜率。地理高度14补充地被表示。此外示意性地在路程13的不同区域中示出可变步长9，该可变步长是计算走过的路程13的长度的基础。在此能看到，可变步长9在路程13的不同区域中不同。在具有第一斜率的第一部分路程11上取相对较短的可变步长9。在具有较大斜率的第二部分路程12上取更短的可变步长9。较大斜率(正的或负的)对应于较大的测得的平均的每步高度变化2。
在图3中在测得的平均的每步高度变化2上绘出根据本发明第一实施方式的可变步长9所取的值。当测得的平均的每步高度变化2为零时，在此给可变步长9分配70cm的值，该值对应于人们在平面中的步长所取的值。当测量到上坡或下坡时，该值根据本发明被减小，因此该步长在下面也称为最大值。当测得的平均的每步高度变化2在数值上变大时，可变步长9越来越减小，直到从上限的每步高度变化3开始可变步长9被置为零。自上限的每步高度变化3起以专门情况为前提，这些专门情况例如可以是爬上或爬下梯子或者周围环境影响的变化。然而代替所示的直线变化过程，也可想到其它变化过程，例如分级的变化过程，如其例如通过压力信号和加速度信号的数字化可能产生的那样。
在图4中在测得的平均的每步高度变化2上绘出根据本发明第二实施方式的可变步长9所取的值。当测得的平均的每步高度变化2为零时，在此给可变步长9分配70cm的值，该值对应于人们在平面中的步长所取的值。自测得的平均的每步高度变化2的阈值5起开始斜率变化。相应地，可变步长9下降到第一阈值步长7，该第一阈值步长对应于测得的平均的每步高度变化2。在第二区域6中，可变步长9如在图3中所描述的那样下降直到上限的每步高度变化3，自上限的每步高度变化起该可变步长9被置为零。
在图5中在测得的平均的每步高度变化2上绘出根据本发明第三实施方式的可变步长9所取的值。当测得的平均的每步高度变化2为零时，在第一区域4中在此给可变步长9分配70cm的值，该值对应于人们在平面中的步长所取的值。自测得的平均的每步高度变化2的阈值5起，可变步长9下降到第二阈值步长8。该第二阈值步长8在整个第二区域6上具有恒定值，该恒定值对应于在上下楼梯时的恒定步长。该区域6结束于上限的每步高度变化3，在上限的每步高度变化时可变长度9又下降到零。

Claims (9)

1.路程计(10)，其中，该路程计具有加速度传感器(20)以借助该加速度传感器(20)的加速度信号检测步数，该路程计具有压力传感器(30)以借助该压力传感器(30)的压力信号检测高度变化，并且该路程计具有分析处理单元(40)以借助预给定的步长(1)确定走过的路程(13)的长度，其特征在于，该路程计(10)被配置以应用取决于测得的平均的每步高度变化(2)的可变步长(9)。
2.根据权利要求1所述的路程计(10)，其特征在于，在测得的平均的每步高度变化为零时，可变步长(9)具有对应于预给定的步长(1)的最大值，并且可变步长(9)随着测得的平均的每步高度变化(2)在数值上的增加而越来越小。
3.根据以上权利要求中任一项所述的路程计(10)，其特征在于，预给定的步长(1)位于50cm至100cm的间隔中并且优选位于60cm至80cm的间隔中。
4.根据以上权利要求中任一项所述的路程计(10)，其特征在于，当测得的平均的每步高度变化(2)在数值上大于预给定的上限的每步高度变化(3)时，可变步长(9)为零，其中，预给定的上限的每步高度变化(3)优选位于25cm至35cm的间隔中并且特别优选位于27cm至30cm的间隔中。
5.根据以上权利要求中任一项所述的路程计(10)，其特征在于，分析处理单元(40)被配置用于对一时间间隔上的压力信号求平均，其中，该时间间隔的长度为1至10秒、优选为2至6秒并且特别优选为3至4秒。
6.根据以上权利要求中任一项所述的路程计(10)，其特征在于，可变步长(9)在测得的平均的每步高度变化(2)的从零出发直到预给定的阈值(5)的第一区域(4)中是预给定的步长(1)，并且可变步长(9)在第二区域(6)中从第一阈值步长(7)出发随着测得的平均的每步高度变化(2)在数值上的增加而减小，其中，该阈值(5)位于每步4cm至12cm的间隔中、优选位于每步6cm至10cm的间隔中并且特别优选为每步8cm，第一阈值步长(7)优选位于35cm至60cm的间隔中并且特别优选位于40cm至58cm的间隔中。
7.根据以上权利要求中任一项所述的路程计(10)，其特征在于，可变步长(9)在测得的平均的每步高度变化(2)的从零出发直到预给定的阈值(5)的第一区域(4)中是预给定的步长(1)，并且可变步长(9)在第二区域(6)中是恒定的第二阈值步长(8)，其中，该第二阈值步长(8)位于20cm至35cm的间隔中并且优选位于25cm至30cm的间隔中。
8.用于运行路程计(10)的方法，其中，借助加速度传感器(20)的加速度信号检测步数，借助压力传感器(30)的压力信号检测高度变化，并且借助预给定的步长(1)确定走过的路程(13)的长度，其特征在于，应用取决于测得的平均的每步高度变化(2)的第一可变步长(9)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的路程计(10)的应用，其特征在于，该路程计(10)被用于建筑物中的计算航迹导航法并且尤其用于与地点相关的服务。
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