CN112304316B - 一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法和装置，所述方法包括获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态；根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹；其有益效果是：利用可穿戴设备对行人的运动参数进行测量和处理，从而自动化检测出行人乘坐电梯的状态，并以此测量出行人乘坐电梯时的轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及室内轨迹技术领域，具体涉及一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法和装置。
背景技术
现有技术中，行人轨迹导航技术已得到有效的应用，但是从应用的范围来看，大多应用于室外的轨迹检测，而在行人进入室内时，由于环境的特殊性，当前技术主要是实现行人在水平空间内的轨迹导航和定位，然而室内行人轨迹导航不仅有水平空间的步行轨迹导航，同时也存在垂直空间乘坐电梯轨迹导航，因此，现有的处理方案无法适用于这种情况。
发明内容
本发明的发明目的在于：提供了一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法和装置，以实现在室内检测出行人乘坐电梯的状态，并测量行人乘坐的电梯轨迹。
第一方面：一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法，所述方法包括：
获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；
对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；
非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态；
根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
作为本申请一种可选的实施方式，以确定行人的第二状态，具体包括：
对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态；
根据各处理结果得到所述第二状态。
作为本申请一种可选的实施方式，在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态。
作为本申请一种可选的实施方式，所述根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹，具体包括：
计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
第二方面：一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测装置，包括：
测量模块，用于获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；
步行状态检测模块，用于对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；
电梯状态检测模块，用于非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态；
轨迹测量模块，用于根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
作为本申请一种可选的实施方式，所述电梯状态检测模块，具体用于：
对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态；
根据各处理结果得到所述第二状态。
作为本申请一种可选的实施方式，所述电梯状态检测模块还用于：
在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态。
作为本申请一种可选的实施方式，所述轨迹测量模块具体用于：
计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法和装置，通过利用可穿戴设备对行人的运动参数进行测量和处理，从而自动化检测出行人乘坐电梯的状态，并以此测量出行人乘坐电梯时的轨迹。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法的流程图；
图2是本发明实施例所提供的一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测装置的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路，软件或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
参考图1所示，一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法，所述方法包括：
S101，获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得。
具体地，所述可穿戴设备为直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备；所述运动参数包括水平加速度、垂直加速度、三维欧拉角，方位角，高度(测距值)，并根据测量时间顺序形成运动参数采样点序列，采样点序列中的每个运动参数采样点(i)的数据包含了采样时间Ts(i)及测量的运动参数，如运动加速度ACCSum(i)，水平加速度ACCLever(i)，垂直加速度ACCVertical(i)，方位角Azimu(i)，高度(测距值，以电梯室外的地面为基准点所得到的值，是高度值的替换，部分测距设备可以用于绝对高度测量)Hightelve(i)等，其中，所述运动加速度ACCSum(i)是水平加速度ACCLever(i)和垂直加速度ACCVertical(i)的矢量和，所述高度为海拔高度。
S102，对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态。
具体地，对运动参数采样点序列进行室分行人步行状态检测，检测结果将运动参数采样点分为两类：步行，非步行；其中，上述室内行人步行运动状态检测方法为公知技术，故在此不再赘述。
S103，非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态。
具体地，对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值。
通过将开始接受到的第一个运动参数采样点的采样时刻作为乘坐电梯状态检测的基准检测时刻BSTB，将从基准检测时刻开始在预先设定的第一时间范围内内TB(单位为秒)的运动参数采样点作为基准处理采样点，计算得到行人乘坐电梯状态检测的基准检测参数值作为所述基准值，包括水平基准加速度值ACCLeverB、垂直基准加速度值ACCVerticalB、基准高度(测距值)值HightB。
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态。
具体地，将TB时间范围之后获取的运动参数采样点(i)作为运动检测采样点(i)，计算运动检测采样点(i)的水平加速度与水平基准加速度ACCLeverB的水平加速度变化量varacclever(i)，运动参数采样点(i)的垂直加速度与垂直基准加速度ACCVerticalB的垂直加速度变化量varaccvertical(i)。计算公式如下：
varacclever(i)＝|ACCLever(i)-ACCLeverB|
varaccvertical(i)＝|ACCVertical(i)-ACCVerticalB|
对行人乘坐电梯检测开始后，在预先设定的第二时间范围内，即基准起始点之后的每个运动检测采样点(i)，如果水平检测加速度varacclever(i)和水平检测加速度varaccvertical(i)能同时满足以下两个条件，则设置运动检测结果为：达到行人乘坐电梯运动检测状态。
条件1：varacclever(i)<MEACCLEVER；
条件2：varaccvertical(i)>MEACCVERTICAL
MSLACCLEVER为预先定义的乘坐电梯水平加速度变化门限值,MSLACCVERTICAL为预先定义的乘坐电梯垂直加速度变化门限值。
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态。
具体地，对于对行人乘坐电梯检测开始后的每个运动检测采样点(i)，计算运动检测采样点(i)高度Hightelve(i)与基准高度HightB的高度差distofvertical(i)，以及垂直方向速度varaccvertical(i),计算公式如下：
distofvertical(i)＝|Hightelve(i)-HightB|
varaccvertical(i)＝|distofvertical(i)/(Ts(i)-BSTB-TB)|
说明：垂直方向速度varaccvertical(i)和高度差distofvertical(i)也可以根据运动参数采样点(i)垂直方向加速度数据，根据加速度公式(vt＝v0*t+a*t,其中，v0为初始速度，a为加速度，t为时间)和速度距离公式(s＝v0*t+1/2*a*t2，其中，v0为初始速度，a为加速度，t为时间)计算得到。
对运动检测采样点(i)进行检测，如果运动检测采样点(i)同时满足以下两个条件，则设置高度状态检测结果为：达到行人乘坐电梯高度检测状态，并将该结果传递给室内行人乘坐电梯状态检测判断单元。基于本判断条件还可以检测出电梯运行的上下行方向，例如，当Hightelve(i)和HightB为测量的海拔高度时，如果Hightelve(i)-HightB＞0，则判断为电梯上行，否则当Hightelve(i)-HightB＜0时，判断电梯为下行。
条件1：distofvertical(i)>＝MEHIGHT
条件2：varaccvertical(i)>MEVELT
MSLHIGHT为预先定义的乘坐电梯垂直方向距离门限,MSLVELT为预先定义的乘坐电梯垂直方向运动速度门限。
根据各处理结果得到所述第二状态。
具体地，在所述第一时间范围之后检测处理过程中，从“运动状态检测”接收到了运动检测结果为：达到行人乘坐电梯运动检测状态，从“高度状态检测”接收到了高度状态检测结果为：达到行人乘坐电梯高度检测状态，则行人乘坐电梯状态检测判断为：行人处于乘坐电梯，否则检测结果是：未乘坐电梯；
对应的，在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态；
应用时，可通过设置一个信号量，信号量具有两个信号值：开启和停止，如果检测结果为非步行且当前一个信号量为停止时，则修改信号量值为开启，如果检测结果为步行，则修改信号量值为停止。
S104，根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
具体地，计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻BSTB开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
采用上述方案，利用可穿戴设备对行人的运动参数进行测量和处理，确定行人是步行还是非步行状态，通过对非步行状态所采集数据的处理，从而自动化检测出行人乘坐电梯的状态，并以此测量出行人乘坐电梯时的轨迹；克服了现有技术中，利用室内的地图与信号点进行匹配所带来的使用不便和无法区分行人是否为乘坐电梯状态的缺陷。
基于上述同样的发明构思，本发明实施例还公开了一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测装置，包括：
测量模块，用于获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；
步行状态检测模块，用于对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；
电梯状态检测模块，用于非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态；
其中，所述电梯状态检测模块，具体用于：
对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态；
根据各处理结果得到所述第二状态。
在应用时，所述电梯状态检测模块还用于：
在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态。
轨迹测量模块，用于根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
具体地，所述轨迹测量模块具体用于：
计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
通过上述方案，利用可穿戴设备对行人的运动参数进行测量和处理，从而自动化检测出行人乘坐电梯的状态，并以此测量出行人乘坐电梯时的轨迹。
需要说明的是，需要说明的是，上述装置实施例中的具体实施方式，可参照前文方法实施例中的描述，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (4)
1.一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；
对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；
非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态；
根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹；
以确定行人的第二状态，具体包括：
对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值；通过将开始接受到的第一个运动参数采样点的采样时刻作为乘坐电梯状态检测的基准检测时刻BSTB，将从基准检测时刻开始在预先设定的第一时间范围内TB的运动参数采样点作为基准处理采样点，计算得到行人乘坐电梯状态检测的基准检测参数值作为所述基准值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态；
对行人乘坐电梯检测开始后，在预先设定的第二时间范围内，即基准起始点之后的每个运动检测采样点(i)，如果水平检测加速度变化量varacclever(i)和垂直加速度变化量varaccvertical(i)能同时满足以下两个条件，则设置运动检测结果为：达到行人乘坐电梯运动检测状态；
条件1：varacclever(i)<MEACCLEVER；
条件2：varaccvertical(i)>MEACCVERTICAL；
MSLACCLEVER为预先定义的乘坐电梯水平加速度变化门限值,
MSLACCVERTICAL为预先定义的乘坐电梯垂直加速度变化门限值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态；
对于对行人乘坐电梯检测开始后的每个运动检测采样点(i)，计算运动检测采样点(i)高度Hightelve(i)与基准高度HightB的高度差；以检测出电梯运行的上下行方向；
根据各处理结果得到所述第二状态；
所述根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹，具体包括：
计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测方法，其特征在于，在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态。
3.一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测装置，其特征在于，包括：
测量模块，用于获取行人的运动参数以形成采样序列，所述运动参数通过可穿戴设备实时测量所得；
步行状态检测模块，用于对所述采样序列进行判断以得到行人的第一状态，所述第一状态包括步行状态和非步行状态；
电梯状态检测模块，用于非步行状态时，将所述非步行状态时预先设定的第一时间范围内获取的采样点作为基准起始点获取其基准值，并根据所述基准起始点之后所获取的采样序列数据进行判断处理，以确定行人的第二状态，所述第二状态包括乘坐电梯状态和结束乘坐电梯检测状态；
轨迹测量模块，用于根据所述第二状态检测出行人乘坐电梯状态时的轨迹；所述电梯状态检测模块，具体用于：
对所述基准值的处理；所述基准值包括水平基准加速度值、垂直基准加速度值和基准高度值；通过将开始接受到的第一个运动参数采样点的采样时刻作为乘坐电梯状态检测的基准检测时刻BSTB，将从基准检测时刻开始在预先设定的第一时间范围内内TB的运动参数采样点作为基准处理采样点，计算得到行人乘坐电梯状态检测的基准检测参数值作为所述基准值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行运动状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯运动检测状态；
对行人乘坐电梯检测开始后，在预先设定的第二时间范围内，即基准起始点之后的每个运动检测采样点(i)，如果水平检测加速度变化量varacclever(i)和垂直加速度变化量varaccvertical(i)能同时满足以下两个条件，则设置运动检测结果为：达到行人乘坐电梯运动检测状态；
条件1：varacclever(i)<MEACCLEVER；
条件2：varaccvertical(i)>MEACCVERTICAL；
MSLACCLEVER为预先定义的乘坐电梯水平加速度变化门限值,
MSLACCVERTICAL为预先定义的乘坐电梯垂直加速度变化门限值；
将基准起始点之后所获取的采样序列数据进行高度状态检测处理以判断是否达到行人乘坐电梯高度检测状态；
根据各处理结果得到所述第二状态；
对于对行人乘坐电梯检测开始后的每个运动检测采样点(i)，计算运动检测采样点(i)高度Hightelve(i)与基准高度HightB的高度差；以检测出电梯运行的上下行方向；
所述轨迹测量模块具体用于：
计算第一垂直运动轨迹坐标，所述第一垂直运动轨迹坐标通过从所述基准起始点的基准检测时刻开始到行人处于乘坐电梯状态时的这段时间范围内的轨迹测量，以基准高度值为原点，根据电梯垂直运动上下行方向和每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第一垂直运动轨迹坐标；
计算第二垂直运动轨迹坐标，所述第二垂直运动轨迹坐标通过从行人处于乘坐电梯状态时的时间开始，实时测量每个运动检测采样点与原点的高度差，测量得到所述第二垂直运动轨迹坐标，直到行人为结束乘坐电梯检测状态；
结合所述第一垂直运动轨迹坐标和第二垂直运动轨迹坐标得出行人乘坐电梯状态时的轨迹。
4.根据权利要求3所述的一种行人乘坐电梯状态及轨迹自动检测装置，其特征在于，所述电梯状态检测模块还用于：
在判断处理过程中，当获取到行人处于步行状态，或者停止对行人的运动参数进行采集时，结束本次判断处理，并标记为结束乘坐电梯检测状态。
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