CN108225368A - 计步装置和计步方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种计步装置和计步方法，能够减少计步误差，该装置包括：加速度计，用于获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值；陀螺仪，用于获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；处理器，用于根据该加速度的采样值以及该角速度的采样值，确定该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，根据该横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；该处理器还用于在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态时，进行计步。

Description

计步装置和计步方法

技术领域

本申请涉及终端设备领域，并且更具体地，涉及计步装置和计步方法。

背景技术

目前通用计步装置的设计思想是利用3轴加速度计测量行人行进时的加速度信号，然后通过识别出行人行走的站立期和迈步期，实现计步功能。

图1示出了人体迈出1步时双腿动作的示意图，图2表示人体在行走过程中3轴(X轴、Y轴和Z轴)加速度的变化曲线。从图2可以看出，行走过程中，水平方向(X轴和Y轴)加速度变化率不大，垂直方向(Z轴)呈周期性变化。通过在计步装置上安装3轴加速度计，检测垂直方向上加速度的变化周期，即可实现计步功能。

但是，当人体发生不经意的抖动时，加速度计的测量值也会发生变化，即使没有走动也有可能触发计步器计步，因此，采用上述方法计步容易出现误判的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种计步装置和计步方法，能够减小计步误差。

第一方面，提供了一种计步装置，所述计步装置安装于人体手臂，包括：

加速度计，用于获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值；

陀螺仪，用于获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；

处理器，用于根据所述加速度的采样值以及所述角速度的采样值，确定所述计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

所述处理器还用于在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

因此，本申请实施例的计步装置，能够根据横滚角判断人体手臂的运动姿态，在俯仰角出现峰值时，且处于预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态时再进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

在一些可能的实现方式中，所述处理器还用于：

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态时，不进行计步。

可选地，在一些实施例中，所述处理器具体用于：

在所述俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

在一些可能的实现方式中，所述处理器具体用于：

若所述横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态；或

若所述横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态。

也就是说，该处理器可以根据横滚角是否在预设的横滚角范围内，确定人体手臂是否处于运动状态，从而能够避免人体手臂不经意的运动，造成的计步误差。

可选地，人体的运动状态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，所述处理器还用于：

若所述俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若所述俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于慢跑状态；或

若所述俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。

进一步地，人体可以处于多个运动状态，例如，走路状态、慢跑状态和快跑状态，该计步装置可以设置每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，因此，可以根据处理器计算的俯仰角值峰值和俯仰角峰值的出现频率，确定落入哪个运动状态的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，从而可以确定处于哪个运动状态。

第二方面，提供了一种计步方法，所述计步方法应用于计步装置，所述计步装置安装于人体手臂，包括：

获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值，以及所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；

根据所述加速度的采样值以及所述角速度的采样值，确定所述计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角；

根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

可选地，在一些实施例中，所述方法还包括：

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态时，不进行计步。

在一种可能的实现方式中，所述在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步，包括：

在所述俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

可选地，在一些实施例中，所述根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，包括：

若所述横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态；或

若所述横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态。

在一种可能的实现方式中，人体的运动状态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，所述方法还包括：

若所述俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若所述俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于慢跑状态；或

若所述俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。

第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的任意一种方法的指令。

基于上述技术方案，本申请实施例的计步装置，能够根据横滚角判断人体手臂的运动姿态，在俯仰角满足预设特征，且处于预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态时再进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

附图说明

图1是人体迈步时双腿动作的示意图。

图2是人体在行走过程中3轴加速度的变化曲线。

图3是根据本申请实施例的计步装置的示意性框图。

图4是根据本申请实施例的计步方法的示意性性流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。

如上文所述，现有技术中的计步装置，容易导致误判，从而造成计步误差，本申请实施例提出一种计步装置，能够减少计步误差。

图3示出了本申请实施例提出的计步装置300的示意性框图，如图3所示，该计步装置300包括：

加速度计310，用于获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值；

陀螺仪320，用于获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；

处理器330，用于根据该加速度的采样值以及该角速度的采样值，确定该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，根据该横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

该处理器330还用于在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态时，进行计步。

具体而言，该计步装置300可以佩戴于人体的腕部，手臂等人体运动时发生周期性运动的身体部位。该计步装置300可以预设运动状态下该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角范围，属于该预设的俯仰角范围内的俯仰角的值认为是有效值。该计步装置300可以包括加速度计310，陀螺仪320和处理器330，该加速度计310可以获取该计步装置330沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值，陀螺仪320可以用于获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值。该载体坐标系是以该计步装置的质心为原点的坐标系，可选地，可以选用载体的右前上作为该载体坐标系的三个坐标轴，即其X轴载体横轴向右，Y轴沿着载体纵轴向前，Z轴沿着载体竖轴向上，或者也可以选择其他方向作为该载体坐标系的三个坐标轴，本申请实施例对此不作限定。

该处理器330可以根据该计步装置300沿三个坐标轴的采样值以及该计步装置300沿三个坐标轴的采样值，计算该计步装置300相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，由于该计步装置300安装于人体手臂，因此该计步装置300相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角也就相当于人体手臂相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角。

该加速度计310和陀螺仪320可以以一定的采样频率采样该计步装置沿三轴的加速度值和沿三轴的角速度值，该处理器330可以缓存一段时间内的俯仰角和横滚角的值，这一段时间内的俯仰角的值可以用于该处理器330确定哪个时刻的俯仰角满足预设特征，例如，该处理器330可以确定这一段时间内的最大的俯仰角满足预设特征。

该处理器330还可以根据横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，该处理器330可以根据俯仰角满足预设特征时刻对应的横滚角，确定人体手臂的运动姿态，也可以参考一段时间内的横滚角(一段时间内的横滚角的变化情况，可以反映人体手臂的运动曲线)，确定人体手臂的运动姿态。例如，第一时刻的俯仰角满足预设特征，该处理器330可以根据该第一时刻的横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，或者该处理器330也可以根据包括该第一时刻在内的一段时间内的横滚角，确定人体手臂的运动姿态，本申请实施例对此不作限制。当处理器330确定某个时刻的俯仰角满足预设特征，并且该俯仰角在预设的俯仰角范围内时，此时，如果人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态，进行计步，否则，不进行计步。

应理解，该处理器330根据该横滚角确定人体手臂的运动姿态(记为第一动作)可以是在该处理器330确定俯仰角满足预设特征，并且在预设的俯仰角范围内(记为第二条件)的条件下确定的，即该处理器是在满足第二条件的情况下执行第一动作的，或者该处理器执行第一动作也可以和第二条件无关，例如，该处理器可以以一定的频率(即周期性地)执行该第一动作，本申请实施例对此不作限制。

还应理解，该俯仰角满足预设特征，可以为该俯仰角为某个时间段内的峰值，该峰值可以为波峰也可以为波谷，即可以为一段时间内的最大值，也可以为一段时间内的最小值，或者该俯仰角也可以为某个时间段内的拐点等，本申请实施例对此不作限制。

还应理解，该预设的俯仰角范围可以根据人体的运动状态(例如，走路状态、跑步状态等)、人体的行为习惯等因素设置，本申请实施例对此不作限定。

可选地，作为一个实施例，该处理器330还用于：

在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在该预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态时，不进行计步。

也就是说，即使该处理器330确定俯仰角满足预设特征，而且该俯仰角在该预设的俯仰角范围内，如果此时，人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态，该计步装置也不进行计数。

因此，本申请实施例的计步装置，能够根据横滚角判断人体手臂的运动姿态，在俯仰角满足预设特征时，且处于预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态时再进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

在一些可能的实现方式中，该处理器330具体用于：

在所述俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

在该实施例中，该俯仰角满足预设特征可以为该俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，该峰值可以为最大值也可以为最小值，本申请实施例对此不作限定。也就是该处理器330可以在俯仰角为第一时间段内的峰值，且该俯仰角处于预设的俯仰角范围内时，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

应理解，该第一时间段的长度可以根据采样频率、人体的运动状态等因素确定，本申请实施例对此不作限定。

可选地，该处理器330具体用于：

若该横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态；或

若该横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态。

具体而言，该处理器330还可以预设运动状态下该计步装置相对于大地参考平面的横滚角范围。当处理器计算的横滚角处于预设的横滚角范围内时，确定人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态，否则确定人体手臂的运动姿态不符合预设的运动姿态。当确定人体手臂的运动姿态不符合预设的运动姿态时，即使俯仰角满足预设特征，并且该俯仰角处于预设的俯仰角范围内，计步装置也不进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

可选地，人体的运动姿态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，该处理器还用于：

若该俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若该俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于为慢跑状态；或

若该俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。

具体而言，人体的运动状态可以包括走路状态、慢跑状态和快跑状态等多个状态，每个状态可以对应相应的俯仰角范围，还可以对应相应的俯仰角峰值出现频率范围。可以理解，处于走路状态时的俯仰角与跑步状态时的俯仰角范围不同，走路状态时俯仰角峰值的出现频率和跑步状态时的俯仰角峰值的出现频率不同，因此，可以分别设置走路状态时对应的俯仰角范围，以及跑步状态时的预设的俯仰角范围，以及分别设置走路状态时的俯仰角峰值出现频率范围，以及跑步状态时的俯仰角峰值出现频率范围。

因此，该处理器330不仅可以计算该计步装置300相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，还可以计算俯仰角峰值的出现频率，从而可以确定计算的俯仰角确定落入哪个运动状态对应的俯仰角范围，以及俯仰角峰值的出现频率落入哪个运动状态对应的俯仰角峰值出现频率范围，最终可以确定人体处于哪个运动状态。

应理解，以上三种运动状态仅为示例，本申请实施例还可以包括更少的运动状态，例如，只包括走路状态和跑步状态，也可以包括更多的运动状态，例如，可以包括慢走状态、快走状态、慢跑状态、快跑状态等，每个运动状态对应相应的俯仰角范围和相应的俯仰角峰值出现频率范围，因此可以根据处理器计算的俯仰角值峰值和俯仰角峰值的出现频率，确定落入哪个运动状态的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，从而可以确定人体处于哪个运动状态。

还应理解，在本申请实施例中，该加速度计还可以为其他可以用来采样加速度值的装置或设备，陀螺仪还可以为其他可以用来采样角速度值的装置或设备，本申请实施例对此不作限定。

以下，详细介绍该处理器330如何根据加速度即310和陀螺仪320的采样值计算俯仰角和横滚角。

首先介绍计算俯仰角和横滚角的相关背景知识。

载体坐标系(b系)：其原点位于载体质心，通常选用右前上坐标系，即其X轴沿载体横轴向右，Y轴沿着载体纵轴向前，Z轴沿着载体竖轴向上。

参考坐标系：该坐标系是地面指挥遥控系统所采用的坐标系，通常采用地理坐标系(G系)，选取东北天(ENU)坐标系，即其X轴指向水平东方,Y轴指向水平北方，Z轴垂直于当地水平面，沿当地垂线向上。

航向角:载体绕Z轴转动时，载体的Y轴在水平面上的投影与水平北向之间的夹角。

俯仰角：载体绕X轴转动时，载体的Y轴与其在水平面上的投影之间的夹角。

横滚角：载体绕Y轴转动时，载体的X轴与其在水平面上的投影之间的夹角。

用于计算俯仰角和横滚角的数学模型：

1、使用欧拉角表示的姿态矩阵为：

其中Ψ为航向角，θ为俯仰角，γ为横滚角。称为姿态矩阵，它是正交阵，满足它反映了导航坐标系和载体坐标系之间的方位关系，且有

其中表示载体坐标系下的坐标值，表示在导航坐标系下的坐标值。

2、使用四元数表示的姿态矩阵为：

从数学上来说，使用四元数表示的姿态矩阵公式3与使用欧拉角表示的姿态矩阵公式4是等价的。根据公式1和公式3可以得到用四元数表示的航向角、俯仰角和横滚角，如公式4所示：

为了获取运动状态下的俯仰角和横滚角，需要获取初始状态下的俯仰角和横滚角。

3、初始俯仰角和横滚角的计算方法如下：

在初始静止状态下，获取重力加速度沿三轴的分量为a_x，a_y，a_z，则加速度矢量在载体坐标系下可以表示为：

加速度矢量在导航坐标系下可以表示为：

然后，建立重力加速度在两坐标系间的转换关系式：

由于本申请实施例只关注俯仰角和横滚角，为了简化计算，可以将航向角设置成0，因此，基于欧拉角的姿态矩阵可以简化为

将公式6代入公式5，得到：

对公式7作矢量展开，得到初始俯仰角和横滚角：

4、根据初始俯仰角和横滚角计算初始四元数

将航向角的值设置为0，初始俯仰角和横滚角可以将加速度计的初始采样值代入公式8求出。假设初始对准确定的姿态阵为(其中，i＝1,2,3，j＝1,2,3)，可以得到初始四元数的值为：

q₀、q₁、q₂、q₃的符号可以根据公式10来确定：

5、任意时刻的俯仰角和横滚角的计算方法如下：

根据姿态矩阵与四元数之间的转换关系，所以只要对四元数的四个参数做出估计即可解算出对应的姿态矩阵，从而得到载体的实时姿态信息，即俯仰角和横滚角。取四元数的四个参数作为状态变量，即：

根据捷联惯导系统的四元数理论，得到

其中ω_x、ω_y、ω_z分别为陀螺仪沿三个坐标轴的采样值。离散化后得到：

x_k＝_k-1x_k-1 (12)

其中

其中，Δt为陀螺仪的采样间隔。

根据由公式9和公式10得到的四元数的初始值再结合公式12可以迭代计算出k时刻的x(即k时刻的四元数)，将k时刻的四元数带入公式4即可得到k时刻的俯仰角和横滚角。

应理解，本申请实施例中的处理器330可以是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。在实现过程中，可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器330可以是微控制单元(全称：Micro Control Unit，简称：MCU)或中央处理单元(Central Processing Unit，简称“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，简称“DSP”)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称“ASIC“)、现成可编程门阵列(Field Programmable GateArray，简称“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。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。

图4示出了本申请实施例提出的计步方法400的示意性流程图，该方法400可以由计步装置执行，该计步装置安装于人体手臂，如图4所示，该计步方法400包括如下步骤：

S410，获取该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值，以及该计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值。

S420，根据该加速度的采样值以及该角速度的采样值，确定该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角。

S430，根据该横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

S440，在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态时，进行计步。

具体而言，该计步装置首先获取沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值以及角速度的采样值，该加速度的采样值可以由该计步装置中的加速度计获取，该角速度的采样值可以由该计步装置中的陀螺仪获取。在获取三轴的加速度采样值和角速度的采样值后，该计步装置根据该三轴的加速度采样值和角速度的采样值，计算该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，由于该计步装置安装于人体手臂，因此该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角也就相当于人体手臂相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角。

该计步装置还可以根据横滚角确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，当俯仰角满足预设特征，并且该俯仰角在预设的俯仰角范围内时，此时，若人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态，进行计步，否则，不进行计步。

因此，本申请实施例的计步方法，能够根据横滚角判断人体手臂的运动姿态，在俯仰角满足预设特征时，且处于预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态时再进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

可选地，在一些实施例中，该方法还包括：

在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在该预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态时，不进行计步。

也就是说，即使该计步装置确定俯仰角满足预设特征，而且该俯仰角在该预设的俯仰角范围内，如果此时，人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态，该计步装置也不进行计数。

可选地，在一些实施例中，该在该俯仰角满足预设特征，且该俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态时，进行计步，包括：

在该俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且该俯仰角在该预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态时，进行计步。

在该实施例中，该俯仰角满足预设特征可以为该俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，该峰值可以为最大值也可以为最小值，本申请实施例对此不作限定。也就是该处理器330可以在俯仰角为第一时间段内的峰值，且该俯仰角处于预设的俯仰角范围内时，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

在一种可能的实现方式中，该根据该横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，包括：

若该横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合该预设的运动姿态；或

若该横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合该预设的运动姿态。

具体而言，该计步装置还可以预设运动状态下该计步装置相对于大地参考平面的横滚角范围。当处理器计算的横滚角处于预设的横滚角范围内时，确定人体手臂的运动姿态符合预设的运动姿态，否则确定人体手臂的运动姿态不符合预设的运动姿态。当确定人体手臂的运动姿态不符合预设的运动姿态时，即使俯仰角满足预设特征，并且该俯仰角处于预设的俯仰角范围内，计步装置也不进行计步，因此，能够减少非运动状态的身体抖动带来的计步误差。

在一种可能的实现方式中，人体的运动状态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，该方法还包括：

若该俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若该俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于慢跑状态；或

若该俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且该俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。

因此，该计步装置不仅可以计算该计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，还可以计算俯仰角峰值的出现频率，从而可以确定计算的俯仰角确定落入哪个运动状态对应的俯仰角范围，以及俯仰角峰值的出现频率落入哪个运动状态对应的俯仰角峰值出现频率范围，最终可以确定处于哪个运动状态。

该计步装置根据加速度的采样值和加速度的采样值，计算俯仰角和横滚角的方法如上文所述，为了简洁，这里不再赘述。

应理解，该方法400中的S410可以由图3所示的加速度仪和陀螺仪执行，或者也可以由其他可以用来采样加速度值，以及其他可以用来采样角速度值的装置或设备来执行，本申请实施例对此不作限定。该方法400中的S420～S440可以由图3所示的处理器执行。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件器组合执行完成。软件器可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置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，所揭露的系统、装置和方法，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。另一点，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，可以是电性，机械或其它的形式。

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实施例方案的目的。

另外，在本申请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，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能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，本申请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)执行本申请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，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种计步装置，其特征在于，所述计步装置安装于人体手臂，包括：

加速度计，用于获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值；

陀螺仪，用于获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；

处理器，用于根据所述加速度的采样值以及所述角速度的采样值，确定所述计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角，根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

所述处理器还用于在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

2.根据权利要求1所述的计步装置，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态时，不进行计步。

3.根据权利要求1所述的计步装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

在所述俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的计步装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

若所述横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态；或

若所述横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的计步装置，其特征在于，人体的运动状态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，所述处理器还用于：

若所述俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若所述俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于慢跑状态；或

若所述俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。

6.一种计步方法，其特征在于，所述计步方法应用于计步装置，所述计步装置安装于人体手臂，所述方法包括：

获取所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的加速度的采样值，以及所述计步装置沿载体坐标系的三个坐标轴的角速度的采样值；

根据所述加速度的采样值以及所述角速度的采样值，确定所述计步装置相对于大地参考平面的俯仰角和横滚角；

根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态；

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

7.根据权利要求6所述的计步方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态时，不进行计步。

8.根据权利要求6所述的计步方法，其特征在于，所述在所述俯仰角满足预设特征，且所述俯仰角在预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步，包括：

在所述俯仰角为第一时间段内的俯仰角的峰值，且所述俯仰角在所述预设的俯仰角范围内，并且人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态时，进行计步。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的计步方法，其特征在于，所述根据所述横滚角，确定人体手臂的运动姿态是否符合预设的运动姿态，包括：

若所述横滚角在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态符合所述预设的运动姿态；或

若所述横滚角不在预设的横滚角范围内，确定人体手臂的运动姿态不符合所述预设的运动姿态。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的计步方法，其特征在于，人体的运动状态包括走路状态、慢跑状态和快跑状态，每个状态对应相应的俯仰角范围和俯仰角峰值出现频率范围，所述方法还包括：

若所述俯仰角的峰值落入走路状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入走路状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于走路状态；或

若所述俯仰角的峰值落入慢跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入慢跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于慢跑状态；或

若所述俯仰角的峰值落入快跑状态对应的俯仰角范围内，并且所述俯仰角的峰值的出现频率落入快跑状态对应的俯仰角峰值出现频率范围内，确定人体处于快跑状态。