CN105203126B - 估测使用者移动距离的方法及穿戴式距离估测装置 - Google Patents

Abstract

一种估测使用者移动距离的方法，适用于一穿戴式距离估测装置，该装置包含一加速度传感器、一定位单元，及一处理器，该定位单元在一起动状态与一非起动状态之间操作，该方法包含：(A)该加速度传感器感测该使用者的步频；(B)于责任周期期间，该定位单元产生该用户的定位信息；(C)在责任周期期间，根据所产生的定位信息估算一第一位移，且在非责任周期期间，根据所感测到的一目前步频、该使用者的一参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算一第二位移；及(D)该处理器加总所估算的第一位移与第二位移，以获得该使用者的移动距离。

Description

估测使用者移动距离的方法及穿戴式距离估测装置

技术领域

本发明是有关于一种估测方法及估测装置，特别是指一种估测使用者移动距离的方法及穿戴式距离估测装置。

背景技术

2014渣打国际马拉松，聚集了三万多人起跑，2014高雄国际马拉松亦吸引了三万五千人共襄盛举。参加马拉松的人口逐年增高，在政府的大力推广，配合各式公共设式的建设完成，慢跑已经为成全民运动。

穿戴式装置，如导航手表，亦成为这一波热潮中相关产品的新宠儿。穿戴式装置可以实时接收并提供信息给用户的便利特性，引起了使用者的购买的欲望，虽然还不到人手一只的情况，但由今年CES看来，各大厂，如Intel、高通，倾力推出穿戴式装置，可以预见2014年会是穿戴式装置的一年。然而，穿戴式装置大多必须轻薄，因为要穿戴在身上，体积亦不能太大以免影响一般日常生活上的方便性，因此大多没有太大容量的电池。以导航手表来说，一旦开启导航功能，待机时间几乎只剩几小时，主要是因为GPS定位单元非常的耗电。目前的解决方案有减少GPS定位单元开启的时间，如本来十秒钟有十笔GPS定位数据，即每一秒产生一个定位点，减少为每二秒产生一个定位点，藉此达到省电的效果，但也因此本来的十个定位点减少为五个，虽然节省了电力，却也因为分辨率降低，使得估算出来的路径长度变得不够准确。

发明内容

因此，本发明的第一目的，即在提供一种减少电力的消耗但又能准确估算路径长度的估测用户移动距离的方法。

因此，本发明的第二目的，即在提供一种减少电力的消耗但又能准确估算路径长度的穿戴式距离估测装置。

于是，本发明估测使用者移动距离的方法，适用于一穿戴在一移动的使用者上的穿戴式距离估测装置，该估测装置包含一加速度传感器、一定位单元、及一电连接该加速度传感器与该定位单元的处理器，该定位单元响应于一周期性的控制信号，在一起动(activated)状态与一非起动(inactivated)状态之间操作，该方法包含下列步骤：

(A)该加速度传感器感测该使用者的步频。

(B)于该控制信号的每一周期(each cycle period)的责任周期(duty cycle)期间，操作在该启动状态的该定位单元产生该用户的定位信息。

(C)于该控制信号的每一周期，该处理器在责任周期期间，根据步骤(B)所产生的定位信息估算该用户的一第一位移，并且在非责任周期期间，根据步骤(A)所感测到的一目前步频、该使用者的一参考步距以及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移。

(D)于该使用者的移动期间，该处理器加总步骤(C)所估算的第一位移与第二位移，以获得该使用者的移动距离。

于是，本发明穿戴式距离估测装置，包含一壳体、一加速度传感器、一定位单元，及一处理器。

该壳体用于穿戴在一使用者身上。

该加速度传感器设置于该壳体中，并用以感测该使用者的步频。

该定位单元设置于该壳体中，根据一周期性的控制信号，可在一起动(activated)状态与一非起动(inactivated)状态之间操作，该定位单元操作在一启动状态时，产生该用户的定位信息，该定位单元于该控制信号的责任周期期间，是操作在该启动状态。

该处理器设置于该壳体中，产生该控制信号，并电连接该加速度传感器以便接收该加速度传感器所感测到的步频，而且电连接该定位单元以便将该控制信号输出至该定位单元及接收来自该定位单元的定位信息。

其中，于该控制信号的每一周期，在该责任周期期间，该定位单元是操作在该启动状态，该处理器根据该定位信息估算该用户的一第一位移，而在非责任周期期间，该处理器根据来自该加速度传感器一目前步频、该使用者的一参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移，且该处理器加总在该使用者移动期间所估算的多个第一位移与多个第二位移，以获得该使用者的移动距离。

本发明的功效在于：利用周期性的控制讯号，在责任周期期间使该定位单元产生用户的定位信息，而估算一第一位移，在非责任周期期间，根据该加速度传感器估算一第二位移。继而根据该第一位移及该第二位移计算使用者的移动距离。

【附图说明】

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一功能方块图，说明本发明穿戴式距离估测装置的一较佳实施例；

图2是一流程图，说明本发明估测使用者移动距离的方法的较佳实施例；及

图3是一示意图，说明本发明较佳实施例中使用者的移动期间历经三个周期。

【具体实施方式】

参阅图1与图2，本发明估测使用者移动距离的方法的较佳实施例，适用于一穿戴在一移动的使用者上的穿戴式距离估测装置1。该估测装置1包含一壳体(图未示)、一加速度传感器2、一定位单元3，及一处理器4。

该壳体用于穿戴在一移动的使用者身上。

该加速度传感器2设置于该壳体中，利用使用者移动时所产生加速度的变化，以感测该使用者的步频。

该定位单元3设置于该壳体中，根据一周期性的控制信号，可在一起动(activated)状态与一非起动(inactivated)状态之间操作，该定位单元3操作在一启动状态时，用于产生相关于该用户的定位信息，该定位单元3于该控制信号的责任周期期间，是操作在该启动状态。在本较佳实施例中，该定位单元3为一GPS定位单元，接收卫星讯号而产生定位信息。

该处理器4设置于该壳体中，产生该控制信号，并电连接该加速度传感器2以便接收该加速度传感器2所感测到的步频，而且电连接该定位单元3以便将该控制信号输出至该定位单元3及接收来自该定位单元3的定位信息，该定位信息包括对应多个定位点的数据。

其中，于该控制信号的每一周期，在该责任周期期间，该定位单元3是操作在该启动状态，该处理器4根据该定位信息估算该用户的一第一位移，而在非责任周期期间，该处理器4根据来自该加速度传感器2的一目前步频、该使用者的一参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移，且该处理器4加总在该使用者移动期间所估算的多个第一位移与多个第二位移，以获得该使用者的移动距离。除此之外，该处理器4根据在该控制信号的每一周期期间所获得的该等定位点及该等定位点中最后二者所定义出的方向，配合该第二位移以估测该用户在该控制信号的每一周期期间的移动轨迹。

而在估算该第二位移时所使用的使用者的参考步距，是该处理器4根据一预定时间，及该加速度传感器2感测使用者在该预定时间所移动的距离及步频而获得。

值得一提的是，在本较佳实施例中，当使用者的步频稳定时，该处理器4降低该控制信号的占空比。当使用者的步频稳定时，表示用户不容易有速度及轨迹的改变，因此，该处理器4减少该责任周期相对于该非责任周期的比例，使该定位单元3在该启动状态的时间缩短，由于该加速度传感器2所消耗的电力较该定位单元3少，因此而可以达到省电的效果。

以下配合本发明估测使用者移动距离的方法，进一步说明上述组件之间的互动关系。

在步骤100，该加速度传感器2感测使用者移动一预定时间时的步频。然后，在步骤101，该处理器4根据步骤100所感测的步频与使用者在该预定时间所移动的距离，获得该使用者的参考步距。在本较佳实施例中，该穿戴式距离估测装置1具有一校正模式，用户在使用于跑步之前，先切换至该校正模式，此时该定位单元3与该加速度传感器2同时开启，当该处理器4由该定位单元3的定位数据确认用户已经在如1分钟的预定时间移动如36公尺，此时若加速度传感器2所感测到使用者的步频为60spm (steps per minute)，据此该处理器4可以换算出该使用者的参考步距为60cm。

接着，在步骤102，该加速度传感器2连续感测该使用者的步频。在此步骤102中，使用者将该穿戴式距离估测装置1切换至一运动模式，并开始运动，使用者的步频被该加速度传感器2感测并传送至该处理器4。

然后，在步骤103，于该控制信号的每一周期(each cycle period)的责任周期(duty cycle)期间，操作在该启动状态的该定位单元3产生该用户的定位信息，该定位信息包括多个定位点的数据。此时，由处理器4所产生的控制信号操作该定位单元3取得该用户所在位置的定位信息，且定位信息中定位点的数据被传送至该处理器4。

接着，在步骤104，于该控制信号的每一周期，该处理器4在责任周期期间，根据步骤103所产生的定位信息估算该用户的一第一位移，并且在非责任周期期间，根据步骤102所感测到的一目前步频、该使用者的一参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移。举例来说，在责任周期期间，该处理器4接收到的定位信息对应五个定位点，依序计算第一个定位点和第二个定位点之间的距离、第二个定位点和第三个定位点之间的距离…，共可得到四个距离，由该四个距离可以得到该第一位移为250cm，而在步骤101可知在本较佳实施例中，使用者的参考步距为60cm，若该非责任周期所持续的时间的长度为1秒，且该加速度传感器2感测到的目前步频为60spm，则可得到该第二位移为60cm。

然后，在步骤105，于该使用者的移动期间，该处理器4加总步骤104所估算的第一位移与第二位移，以获得该使用者的移动距离。在本较佳实施例中，每一周期用户的移动距离为该第一位移与第二位移的和，以步骤104的第一位移及第二位移为例，该周期的移动距离即为310cm。经由计算每一周期各别的第一位移与第二位移再将其加总，即可得到使用者在移动期间内所移动的距离。参阅图3，举例来说，若使用者的移动期间历经三个周期(例如图中所示的周期1、周期2及周期3)，每一周期的第一位移(对应于各周期中的责任周期)与第二位移(对应于各周期中的非责任周期)各别为200cm、50cm；210cm、60cm；200cm、40cm，则在这段移动期间内，使用者共移动了7.6公尺。

除此之外，在步骤106，于该使用者的移动期间，该处理器4还可根据该等定位点及步骤104的第二位移估测该用户在该控制信号的每一非责任周期内的移动轨迹。此时，该处理器4根据该等定位点中最后二者所定义出的方向，配合该第二位移以估测该用户在该控制信号的每一非责任周期内的移动轨迹。

在本较佳实施例中，该加速度传感器2感测使用者的步频，使得即使在非责任周期期间，该定位单元3处于非起动状态，亦能利用该加速度传感器2感测到的一目前步频、一参考步距，及该非责任周期所持续的时间长度，而估测出使用者的移动距离，相较于现有降低定位单元3取样分辨率的方式，不但保持了应有的分辨率，亦由于加速度传感器2消秏的电力较定位单元3少，而达到省电的效果。

综上所述，本发明利用处理器4产生一周期性的控制讯号，使该定位单元3在责任周期期间产生用户的定位信息而估算一第一位移，配合在非责任周期期间，该加速度传感器2所感测到的一目前步频、一参考步距，及该非责任周期所持续的时间长度，估算该使用者的一第二位移，进而加总以得到使用者的移动距离，故确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种估测使用者移动距离的方法，适用于一穿戴在一移动的使用者上的穿戴式距离估测装置，其特征在于，该估测装置包含一加速度传感器、一定位单元、及一电连接该加速度传感器与该定位单元的处理器，该定位单元响应于一周期性的控制信号，在一起动状态与一非起动状态之间操作，该方法包含下列步骤：

(A)该加速度传感器感测使用者移动一预定时间的步频；

(B)该处理器根据步骤(A)所感测的步频与该使用者在该预定时间所移动的距离，获得该使用者的一参考步距；

(C)于该控制信号的每一周期的责任周期期间，操作在该起动状态的该定位单元产生该使用者的定位信息，且该使用者的定位信息包括多个定位点的数据；

(D)于该控制信号的每一周期，该处理器在责任周期期间，根据步骤(C)所产生的定位信息估算该使用者的一第一位移，并且在非责任周期期间，根据步骤(C)所感测到的一目前步频、该使用者的该参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移，且当该使用者的步频稳定时，该处理器降低该控制信号的占空比；

(E)于该使用者的移动期间，该处理器加总步骤(D)所估算的第一位移与第二位移，以获得该使用者的移动距离；及

(F)于该使用者的移动期间，该处理器根据该多个定位点中最后二者所定义出的方向，配合该多个定位点及步骤(D)所估算的第二位移估测该使用者在该控制信号的非责任周期内的移动轨迹。

2.一种穿戴式距离估测装置，其特征在于，包含：

一壳体，用于穿戴在一使用者身上；

一加速度传感器，设置于该壳体中，并用以感测该使用者的步频；

一定位单元，设置于该壳体中，根据一周期性的控制信号，可在一起动状态与一非起动状态之间操作，该定位单元操作在该起动状态时，用于产生该使用者的定位信息，该定位单元于该控制信号的责任周期期间，是操作在该起动状态，该定位信息包括对应多个定位点的数据；及

一处理器，设置于该壳体中，产生该控制信号，并电连接该加速度传感器以便接收该加速度传感器所感测到的步频，而且电连接该定位单元以便将该控制信号输出至该定位单元及接收来自该定位单元的定位信息；

其中，于该控制信号的每一周期，在该责任周期期间，该定位单元是操作在该起动状态，该处理器根据该定位信息估算该使用者的一第一位移，而在非责任周期期间，该处理器根据来自该加速度传感器一目前步频、该使用者的一参考步距及该非责任周期所持续的时间，估算该使用者的一第二位移，当该使用者的步频稳定时，该处理器降低该控制信号的占空比，且该处理器加总在该使用者移动期间所估算的多个第一位移与多个第二位移，以获得该使用者的移动距离，于该使用者的移动期间，该处理器根据该多个定位点中最后二者所定义出的方向，配合该多个定位点及所估算的第二位移估测该使用者在该控制信号的非责任周期内的移动轨迹。

3.根据权利要求2所述的穿戴式距离估测装置，其特征在于，该处理器还根据一预定时间，及该加速度传感器感测使用者在该预定时间所移动的距离及步频，以获得该使用者的参考步距。