CN104197952A - 一种用户步行计步方法、装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用户步行计步方法、装置及移动终端，该用户步行计步方法包括：在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据；根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期；根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。本发明实施例可以通过智能移动设备检测用户的步数，提高用户计步的准确度。

Description

一种用户步行计步方法、装置及移动终端

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种用户步行计步方法、装置及移动终端。

背景技术

现有技术中多数是通过可穿戴设备进行步数的检测，可穿戴设备例如，运动手环、脚环等。随着智能手机的广泛普及，其用户覆盖面远远超过了可穿戴设备的覆盖面，而现有技术中的智能手机通过用户即刻的运动情况来检测用户的步数，由于智能手机通常是通过与用户的手部进行接触，若手部存在偶尔的抖动，则会致使计步不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种用户步行计步方法、装置及移动终端，实现通过智能移动设备检测用户的步数，提高用户计步的准确度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用户步行计步方法，该方法包括：

在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期。

根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

一种用户步行计步装置，该装置包括：

第一获取模块，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

第二获取模块，用于根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期。

第三获取模块，用于根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

一种移动终端，该终端上设置有所述用户步行计步装置，该装置包括：

第一获取模块，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

第二获取模块，用于根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期。

第三获取模块，用于根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

本发明实施例提供的用户步行计步方法、装置及移动终端，通过在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据，进而得到用户在该设定时间段内的步行周期，从而得到用户在该设定时间段内的行走的步数。如此，在对用户步行计步时，可以避免用户的手部或者其他肢体部位抖动对步行计数的影响，从而确保计步更准确。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图。

图2为本发明另一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图。

图3为图2所示实施例中的重力方向的加速度数据部分数据的示意图。

图4为本发明再一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图。

图5为图4所示实施例中的加速度数据进行自相关计算后部分数据的示意图。

图6为本发明一个实施例提供的用户步行计步装置的结构图。

图7为本发明另一个实施例提供的用户步行计步装置的结构图。

图8为本发明一个实施例提供的移动终端的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的用户步行计步方法、装置及移动终端进行详细描述。

实施例一：

图1为本发明一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的用户步行计步的方法包括如下步骤：

步骤101，在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

步骤102，根据加速度数据获取用户在设定时间段内的步行周期。

步骤103，根据设定时间段与步行周期获取用户在设定时间段内的步数。

在步骤101中可以通过移动终端内置的传感器等获取用户的重力方向的加速度数据，传感器具体可以为移动终端内置的加速度传感器。

本发明实施例提供的用户步行计步方法，通过在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据，进而得到用户在该设定时间段内的步行周期，从而得到用户在该设定时间段内的行走的步数。如此，在对用户步行计步时，可以避免用户的手部或者其他肢体部位抖动对步行计数的影响，从而确保计步更准确。

实施例二：

图2为本发明另一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图，图3为图2所示实施例中的重力方向的加速度数据的示意图。如图2所示，用户步行计步的方法包括：

步骤201，在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

步骤202，通过加速度数据确定用户在设定时间段内的状态。

步骤203，若确定用户处于静止状态，则将静止状态对应的时间段从设定时间段剔除，得到剔除后的有效时间段。

步骤204，根据加速度数据获取用户在有效时间段内的步行周期。

步骤205，根据有效时间段与步行周期获取用户在设定时间段内的步数。

在步骤201中，与图1所示实施例中的步骤101获取用户的重力方向的加速度数据的方法类似，均可通过移动终端内置的传感器获取，例如移动终端内置的加速度传感器。由于用户在行走时，重力方向的加速度数据存在波动，会随着用户在行走过程中的迈步状态时高时低，例如，在用户抬起左脚向前迈步到左脚落地后，右脚向前迈步的过程中，用户在重力方向的加速度值从左脚向前迈步时会高一些，而左脚地后，其重力方向的加速度值会低一些，由此，用户在行走过程中，重力方向的加速度数据可以为由波峰和波谷形成的曲线，所形成的曲线可以参见图3所示，示出了用户在重力方向的加速度数据的示意图。

在步骤202中，可以通过步骤201中获取的用户的重力方向的加速度确定用户在设定时间段内的状态，例如，根据加速度数据的变化确定用户是在行走状态还是静止状态，具体地，可以将设定时间段划分为多个第一时间窗口，并获取每一个第一时间窗口内的加速度数据的最大值与最小值，并求得其最大值和最小值之间的差值，如果该差值小于预设阈值，则将用户在该第一时间窗口内的状态确定为静止状态。例如，每一个第一时间窗口为0.5s，预设阈值为0.35，如图3所示，获取到的最大值为12，最小值为7，则二者之间差值为5，该差值大于预设阈值0.35，此时，确定该0.5s的时间内，用户处于行走状态，反之，如果差值为0.10，小于预设阈值，则可以确定用户在该0.5s的时间窗口内，用户处于静止状态。本领域技术人员可以理解的是，上述对第一时间窗口、预设阈值以及差值的描述均为示例性说明，并不能形成对本发明实施例的限定。

执行步骤203，将静止状态对应的时间段从设定时间段剔除，得到剔除后的有效时间段，例如，设定时间为10分钟，通过步骤202确定用户处于静止状态的时间为2分钟，从10分钟剔除处于静止状态的2分钟，得到有效时间为8分钟。然后执行步骤204，通过加速度数据获取用户在有效时间段内的步行周期。

在步骤204中，可以利用信号处理中的自相关函数从加速度数据获取到用户的步行周期，例如，对获取的加速度数据进行自相关计算，得到计算后的波形，其相邻两个波峰或波谷的时间间隔即为步行周期。结合有效时间段以及步骤204中获取到的步行周期，便可以得到在该设定时间段内的用户步行步数。

在步骤205中，将有效时间段分为多个第二时间窗口，并通过步骤204中得到的步行周期，第二时间窗口长度M/步行周期T＝步数，将多个第二时间窗口行走的步数相加，即可得到在该有效时间段内行走的总步数。

实施例三：

图4为本发明再一个实施例提供的用户步行计步方法的流程图，图5为图4所示实施例中的加速度数据进行自相关计算后部分数据的示意图。如图4所示，用户步行计步的方法包括：

步骤301，在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

步骤302，通过加速度数据确定用户在设定时间段内的状态。

步骤303，若确定用户处于静止状态，则将静止状态对应的时间段从设定时间段剔除，得到剔除后的有效时间段。

步骤304，对有效时间段划分为多个第二时间窗口。

步骤305，对多个第二时间窗口内对应的加速度数据进行信号处理得到多个第二时间窗口中的每一个第二时间窗口对应的步行周期。

步骤306，根据设定时间段与步行周期获取用户在设定时间段内的步数。

在步骤301-步骤303中的处理与图2所示的实施例的步骤201-步骤203的处理一致，在此不再详述。

在上述步骤304中，例如，在8分钟的有效时间段内，第二时间窗口的长度为6s，则共有80个第二窗口。

在上述步骤305中，通常，人在短时间内步行，其步长均可以认为不变的，且其行走的频率也可认为是不变的，因此可以将人在短时间内的步行活动认为是周期运动，即可以对用户行走的数据进行周期性分析，由信号处理方法可以获得步行的周期值，例如，采用自相关函数对用户的行走的数据进行自相关计算，具体地，可以参见图5所示的加速度数据的自相关性示意图，上下两个波形的两个相邻波峰或波谷的距离为一个步行周期。

在上述步骤306中，根据设定时间段与步行周期获取用户在设定时间段内的步数。具体地，根据上述每一个第二时间窗口对应的步行周期与第二时间窗口对应的时长获取多个第二时间窗口内的每一个第二时间窗口内的步数，得到与多个第二时间窗口分别对应的多个步数，然后将多个步数相加，从而可以得到设定时间段内的总步数。例如，预定时间为1分钟，第二时间窗口M为6s，则第二时间窗口的个数为60/6＝10，通过步骤305得到对应的步行周期T为1s，则在一个第二时间窗口中行走的步数为6，在预定时间1分钟内用户行走的总步数为60。

为了更清楚的了解本发明实施例的技术方案，下面将结合具体示例性实施例对上述用户步行计步的方法进行详细描述，本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例只用于辅助理解本发明的技术方案，并不能形成对本发明技术方案的限制。

在通过上述步骤301获取用户在设定时间段8分钟内的重力方向的加速度数据，将该预定时间段分为多个第一时间窗口(例如，w₁，w₂，w₃……w_n，为便于描述和理解，以下描述用w_i，其中i为第i个对应的第一时间窗口数)，参见图3所示的预设时间内的部分加速度数据示意图，如图3所示，横轴为时间，纵轴为加速度值，在w_i为0.5s的情况下，若获取w₉的加速度数据的最大值为10.8和最小值为7.7，则其两者的差值为3.1，并将其与预设阈值(例如0.35)进行比较，该差值大于0.35，则在w₉这一时间段内用户处于行走状态；若获取图3中的w₁的最大值9及最小值8.8，差值为0.2，小于阈值0.35，则确定w₁这一时间段内用户处于静止状态，在该预定时间段内有如同w₁这样的时间段240个，累加后得到用户总共有2分钟的时间处于静止状态，从预定时间段8分钟中剔除静止状态对应的2分钟，得到有效时间段为6分钟，再将该有效时间段6分钟进行第二次时间划分，即划分为多个第二时间窗口(例如，M₁，M₂，M₃……M_n，为便于描述和理解，以下描述用M_i，其中i为第i个对应的第二时间窗口数)，若M_i为6s，则n为60，并认为在M_i中用户的步行为周期运动，且M₁，M₂，M₃……M_n之间的步行周期可能相同也可能不相同，根据实际情况进行统计，在本示例性实施例中优选步行周期是相同的，参考图5所示的加速度数据的自相关计算后的部分数据示意图，横轴表示延迟数据个数(一个数据表示1/50秒)，纵轴表示自相关函数值，图中两个向量波峰或波谷的时间间距即为M₂的时间周期T₂，参照图5，两个波谷间延迟数据个数为25，得到步行周期T₂＝25*1/50＝0.5s，步数F＝M₂/T₂＝6s/0.46s＝12(仅记整数部分)，则得到M₂中用户步行的步数为12，则用户6分钟内行走的总步数为F_总＝12*i＝12*60＝720，即用户在8分钟内总共行走720步，以此作为计步结果在移动终端上输出显示，在本发明实施例中，如果出现步数有不为整数的情况，仅记整数部分。

本领域技术人员可以理解的是，当用户的步行速度处于非匀速状态时，各个第二时间窗口的步行周期可能不相同，可以将M_i中的步数F_i计算出后，将n个的M_i的步数F_i进行相加(F_总＝F₁+F₂+……+F_n)，可以得到用户在设定时间段内总共行走的步数，并将该步数在移动终端上输出显示。

本发明实施例提供的用户步行计步的方法，无需在增加硬件设备，直接应用移动终端原有设置的传感器即可完成在预定时间段内的用户加速度数据采集，再通过计算用户的步行周期，最终得到用户在该预定时间段内的步行步数，能够让用户步行计数更加准确，且该方法应用到移动终端设备上，能够让用户使用起来更加便捷。

实施例四：

图6为本发明一个实施例提供的用户步行计步装置的结构图。如图6所示，用户步行计步的装置包括：

第一获取模块61，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

第二获取模块62，用于根据第一获取模块61获取的加速度数据获取用户在设定时间段内的步行周期。

第三获取模块63，用于根据设定时间段与第三获取模块62获取的步行周期获取用户在设定时间段内的步数。

第一获取模块61可以是通过移动终端内置的传感器等获取用户的重力方向的加速度数据，例如，手机内置的加速度传感器。

本发明实施例提供的用户步行计步装置，通过第一获取模块61在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据，进而第二获取模块62得到用户在该设定时间段内的步行周期，第三获取模块63再根据预定时间段和第二获取模块62获得的步行周期，最终得到用户在该设定时间段内的行走的步数。如此，在对用户步行计步时，可以避免用户的手部或者其他肢体部位抖动对步行计数的影响，从而确保计步更准确，另外，将本发明实施例中的装置安装到移动终端，可以增强用户体验，给用户使用带来便捷。

实施例五：

图7为本发明另一个实施例提供的用户步行计步装置的结构图。如图7所示，用户步行计步装置包括：

第一获取模块61，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

第一确定模块64，用于通过第一获取模块61获取的加速度数据确定用户在设定时间段内的状态。

第四获取模块65，用于若第一确定模块64确定用户处于静止状态，则将静止状态对应的时间段从预定时间段内剔除，得到剔除后的有效时间段。

第二获取模块62，用于根据加速度数据获取用户在预定时间段内的步行周期。

第三获取模块63，用于根据预定时间段与第二获取模块62获取的步行周期获取用户在预定时间段内的步数。

需要说明的是，本示例性实施例中第二获取模块62和第三获取模块63中提及的预定时间段，可以理解为通过第四获取模块65剔除静止状态对应的时间段后的预定时间段，也即有效时间段。

进一步地，第一确定模块64还包括：

第一时间划分单元641，用于将预定时间段划分为多个第一时间窗口。

第一确定单元642，用户根据用户在第一时间划分单元641划分的多个第一时间窗口内的加速度数据确定该多个第一时间窗口内的状态。

进一步地，第一确定单元642还包括：

第一获取子单元(图中未示出)，用于获取在每一个第一时间窗口内的加速度数据的最大值与最小值。

第二获取子单元(图中未示出)，用于获取第一获取子单元中获取的最大值和最小值的差值。

第一确定子单元(图中未示出)，用于在第二获取子单元获取的差值小于预设阈值时，则确定用户在该第一时间窗口内的状态为静止状态。

举例来说，例如，预定时间段为1分钟，第一时间划分单元641将该1分钟划分为120个第一时间窗口，每一个第一时间窗口为0.5s，然后，第一确定单元642的第一获取子单元获取在某一个第一时间窗口内的加速度的最大值与最小值，将该最大值与最小值传送于第二获取子单元，以获取最大值与最小值的差值，第二获取子单元得到差值后将其传输于第一确定子单元，第一确定子单元将该差值与其预设阈值进行比较，例如，第二获取子单元得到差值为0.2，而第一确定子单元中预设阈值为0.35，将两者进行比较可知，差值小于预设阈值，第一确定子单元则确定用户在该第一时间窗口内的状态为静止状态。确定为静止状态后，第四获取模块65将根据该状态判断结果，将该静止状态对应的时间段从预定时间段中剔除，得到剔除后的有效数据，并将该有效数据再传输与第二获取模块62。

进一步地，第二获取模块62还包括：

第二时间划分单元621，用于对有效时间段划分为多个第二时间窗口。

第三获取单元622，用于对多个第二时间窗口内对应的加速度数据进行信号处理得到多个第二时间窗口的每一个第二时间窗口对应的步行周期。具体地，第三获取单元622可以通过自相关函数对多个第二时间窗口内对应的加速度数据进行自相关计算，自相关计算后得到的波形(参见图5所示)的相邻波峰或波谷间的时间段即为某一第二时间窗口的步行周期。

进一步地，第三获取模块63还包括：

第四获取单元631，用于根据每一个划分的第二时间窗口对应的步长周期与第二时间窗口对应的时长获取多个第二时间窗口内每一个第二时间窗口内的步数，得到与多个第二时间窗口分别对应的多个步数。

第五获取单元632，用于将第四获取单元631获取的多个步数相加，得到设定时间段的步数。

人在短时间内的行走均可以认为是匀速周期运动，本发明实施例通过剔除预定时间段内的静止状态对应的时间段得到有效时间段，并通过对有效时间段的再次分段，分为多个匀速周期运动的时间段，通过自相关函数对加速度数据进行自相关计算，最终得到步行周期值，从而得到每一个匀速周期运动的时间段(第二时间窗口)行走的步数，再把所有的步数相加，得到最终总步数，如此，在对用户步行计步时，可以避免用户的手部或者其他肢体部位抖动对步行计数的影响，从而确保计步更准确。

实施例六：

图8为本发明一个实施例提供的移动终端的结构图，如图8所示，该移动终端80包括前述用户步行计步装置，用户步行计步装置包括：

第一获取模块61，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据。

第一确定模块64，用于通过第一获取模块61获取的加速度数据确定用户在设定时间段内的状态。

第四获取模块65，用于若第一确定模块64确定用户处于静止状态，则将静止状态对应的时间段从预定时间段内剔除，得到剔除后的有效时间段。

第二获取模块62，用于根据加速度数据获取用户在预定时间段内的步行周期。

第三获取模块63，用于根据预定时间段与第二获取模块62获取的步行周期获取用户在预定时间段内的步数。

在第三获取模块63获取到用户在预定时间段内的步数后，移动终端80将会其屏幕的预定位置显示，以及还可以通过语音播报的形式告知用户，以便于用户随时查看或了解行走步数，提高用户体验。另外，移动终端80通过前述用户步行计步装置，能够提高计步的准确率，此外，通过将用户步行计步装安装到移动终端，增强用户体验，给用户使用带来便捷。

综上所述，本发明实施例提供的用户步行计步方法、装置和移动终端，通过在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据，进而得到用户在该设定时间段内的步行周期，再根据预定时间段步行周期，最终得到用户在该设定时间段内的行走的步数。如此，在对用户步行计步时，可以避免用户的手部或者其他肢体部位抖动对步行计数的影响，从而确保计步更准确，另外，将这种计步的方法和装置应用到移动终端，增强用户体验，给用户使用带来便捷。

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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种用户步行计步方法，其特征在于，所述方法包括：

在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据；

根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期；

根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述加速度数据确定所述用户在所述设定时间段内的状态；

若确定所述用户处于静止状态，则将所述静止状态对应的时间段从所述设定时间段剔除，得到所述剔除后的有效时间段；

相应的，所述根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数的步骤，包括：

根据所述有效时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述加速度数据确定所述用户在所述设定时间段内的状态的步骤包括：

将所述设定时间段划分为多个第一时间窗口；

根据所述用户在所述多个第一时间窗口内的加速度数据确定所述用户在所述多个第一时间窗口内的状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述用户在所述多个第一时间窗口内的加速度数据确定所述用户在所述多个第一时间窗口内的状态的步骤包括：

获取在每一个第一时间窗口内的所述加速度数据的最大值与最小值；

获取所述最大值与所述最小值的差值；

在所述差值小于预设阈值时，则所述用户在该第一时间窗口内的状态为静止状态。

5.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期的步骤包括：

对所述有效时间段划分为多个第二时间窗口；

对所述多个第二时间窗口内对应的所述加速度数据进行信号处理得到所述多个第二时间窗口中的每一个第二时间窗口对应的步行周期。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数的步骤包括：

根据所述每一个第二时间窗口对应的步行周期与所述第二时间窗口对应的时长获取所述多个第二时间窗口内的每一个第二时间窗口内的步数，得到与所述多个第二时间窗口分别对应的多个步数；

将所述多个步数相加，得到所述设定时间段内的步数。

7.一种用户步行计步装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于在设定时间段内获取用户的重力方向的加速度数据；

第二获取模块，用于根据所述加速度数据获取所述用户在所述设定时间段内的步行周期；

第三获取模块，用于根据所述设定时间段与所述步行周期获取所述用户在所述设定时间段内的步数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一确定模块，用于通过所述加速度数据确定所述用户在所述设定时间段内的状态；

第四获取模块，用于若确定所述用户处于静止状态，则将所述静止状态对应的时间段从所述设定时间段剔除，得到所述剔除后的有效时间段。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第一时间划分单元，用于将所述设定时间段划分为多个第一时间窗口；

第一确定单元，用于根据所述用户在所述多个第一时间窗口内的加速度数据确定在所述多个第一时间窗口内的状态。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取在每一个第一时间窗口内的所述加速度数据的最大值与最小值；

第二获取子单元，用于获取所述最大值与所述最小值的差值；

第一确定子单元，用于在所述差值小于预设阈值时，确定所述用户在该第一时间窗口内的状态为静止状态。

11.根据权利要求8-10任一所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：

第二时间划分单元，用于对所述有效时间段划分为多个第二时间窗口；

第三获取单元，用于对所述多个第二时间窗口内对应的所述加速度数据进行信号处理得到所述多个第二时间窗口中的每一个第二时间窗口对应的步行周期。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块包括：

第四获取单元，用于根据所述每一个第二时间窗口对应的步行周期与所述第二时间窗口对应的时长获取所述多个第二时间窗口内的每一个第二时间窗口内的步数，得到与所述多个第二时间窗口分别对应的多个步数；

第五获取单元，用于将所述多个步数相加，得到所述设定时间段内的步数。

13.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端上设置有上述权利要求7-12任一所述的用户步行计步装置。