CN114719883A - 计步方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种计步方法及装置，该计步方法包括：获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
Description
技术领域
本申请属于终端技术领域，具体涉及一种计步方法及装置。
背景技术
现有的计步算法通常是采用加速度传感器采集用户行走时的加速度数据，并基于采集到的加速度数据计算用户的行走步数。这在用户在平整路面上走路或跑步时，由于其前后相邻的步伐的周期相似性较好，可以结合加速度数据中前后四个步伐周期的相似性来计算其行走步数。而且采集的加速度数据中的加速度三个轴的冲量比较平稳，不会频繁地改变方向拐弯，这类场景中采用现有的计步算法计算的步数比较准确。
而是在一些特殊的场景中，比如爬山攀岩、不平整的路面行走或者信号很弱的荒郊野外徒步时，由于用户前后步伐的周期相似性很紊乱，导致现有的计步算法计出的步数的准确率较低。
在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的计步方法在一些爬山攀岩、不平整的路面行走或者信号很弱的荒郊野外徒步等场景中，计算的步数的准确率较低且能耗较大等缺陷。
发明内容
本申请实施例提供一种计步方法和装置，以解决现有的计步方法在一些爬山攀岩、不平整的路面行走或者信号很弱的荒郊野外徒步等场景中，计算的步数的准确率较低且能耗较大等问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种计步方法，包括：
获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；
基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；
在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
第二方面，本申请实施例还提供一种计步装置，包括：
获取单元，用于获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；
第一确定单元，用于基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；
第二确定单元，用于在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的计步方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的计步方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的计步方法。
第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的计步方法。
本申请实施例中，由于可以基于用户所携带的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度来确定用户的运动变化量，并在该运动变化量较大时，比如用户在信号很弱的荒郊野外徒步或是在进行一些前后步伐的周期相似性紊乱即运动平稳性较差的运动，比如爬山攀岩、在不平整的路面行走时，可以直接基于用户所携带的终端设备在预设时间段内的三个轴的加速度的合加速度和重力加速度，来确定用户在预设时间段内的实际步数。同时采用该计步方法还能避免信号较弱时需要借助GPS模块对用户进行定位识别，减少了不必要的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种计步方法的实现流程示意图；
图2为本申请实施例提供的计步方法中加速度传感器的三个轴的加速度及其合加速度在用户存在跳跃动作时的曲线示意图；
图3为本申请实施例提供的计步方法中加速度传感器的三个轴的加速度及其合加速度在运动平稳性发生变化时的曲线示意图；
图4为本申请实施例提供的计步装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
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，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的计步方法进行详细地说明。
为解决现有的计步方法在一些爬山攀岩、不平整的路面行走或者信号很弱的荒郊野外徒步等场景中，计算的步数的准确率较低且能耗较大等问题，本申请提供一种计步方法，该方法的执行主体，可以但不限于智能手环、智能手表等可穿戴设备、或是手机、平板电脑、等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法用户终端中的至少一种。
为便于描述，下文以该方法的执行主体为能够执行该方法的终端设备为例，对该方法的实施方式进行介绍。可以理解，该方法的执行主体为终端设备只是一种示例性的说明，并不应理解为对该方法的限定。
具体地，本申请提供的计步方法包括：首先，获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，第一加速度、第二加速度和第三加速度在加速度方向上两两垂直；然后，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量；最后，在用户在预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定用户在预设时间段内的步数。
本申请实施例中，由于可以基于用户所携带的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度来确定用户的运动变化量，并在该运动变化量较大时，比如用户在信号很弱的荒郊野外徒步或是在进行一些前后步伐的周期相似性紊乱即运动平稳性较差的运动，比如爬山攀岩、在不平整的路面行走时，可以直接基于用户所携带的终端设备在预设时间段内的三个轴的加速度的合加速度和重力加速度，来确定用户在预设时间段内的实际步数。同时采用该计步方法还能避免信号较弱时需要借助GPS模块对用户进行定位识别，减少了不必要的功耗。
下面结合图1所示的计步方法的具体实施流程示意图，对该方法的实施过程进行详细介绍，包括：
S110，获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，第一加速度、第二加速度和第三加速度在加速度方向上两两垂直。
其中，加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度具体可以分别是加速度传感器的x、y、z轴的加速度。
应理解，当用户在进行一些爬山攀岩、在不平整的路面行走等前后步伐的周期相似性较紊乱的运动时，采用现有的利用前后相邻的步伐的周期相似性来计算步数的方式往往难以准确计算用户的实际步数。本申请实施例为了解决这一问题，可获取用户在最近的预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，比如获取在最近的20s内的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，用以判断用户是否存在跳跃动作，进而判断用户的运动平稳性，以便确定是利用前后相邻的步伐的周期相似性来计算步数，还是采用本申请实施例提出的计步方法来计算步数。
S120，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量。
应理解，当用户正在进行爬山攀岩、在不平整的路面行走等前后步伐的周期相似性较紊乱的运动时，其运动稳定性往往较差。本申请实施例基于这一点，可基于预设时间段内的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量，进而确定计步方法，以便更准确地计算用户的实际步数。
可选地，当用户进行一些前后步伐的周期相似性较紊乱的运动时，往往会有一些间断性的跳跃动作，即存在跳跃动作时，其运动平稳性较差的可能性也较大。本申请实施例基于这一点，可先判断用户在预设时间段内是否存在一些跳跃动作，在确定用户可能存在一些跳跃动作的基础上，再进一步确定用户在预设时间段内的运动平稳性。基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量，包括：
基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定预设时间段内的指定采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度；
基于预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在预设时间段内是否存在跳跃动作；
在用户在预设时间段内存在跳跃动作的情况下，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量。
其中，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度x、y、z，确定预设时间段内的指定采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度，具体可基于预设时间段内的指定采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的平方之和进行开根号获得，即取预设时间段内的指定采样点的各采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度为
预设时间段内的指定采样点可按实际需求来选择，比如可以选择预设时间段内最新的N个采样点(即按照时间发生的先后顺序对采样点进行排序，在时间上靠后的N个采样点)，其中N为正整数。
可选地，基于预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定用户在预设时间段内是否存在跳跃动作，包括：
基于指定数量的指定采样点的合加速度，确定指定时刻的运动能量，指定数量的指定采样点为预设时间段内的指定时刻之前的采样点；
在指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值的情况下，基于指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，确定用户在预设时间段内是否存在跳跃动作。
应理解，在终端设备处于静止状态或平稳运动状态时，终端设备的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度的数值应与重力加速度的数值一致。为了准确确定终端设备的运动平稳性，可将三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度减去重力加速度得到合加速度与重力加速度的差值，再对该差值进行进一步的判断。
例如，可定义指定时刻的运动能量为与该指定时刻的相邻的前8个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度与重力加速度之差的平方的平均值。具体而言，前8个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度分别表示为(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、……、(x8，y8，z8)，则与该指定时刻的相邻的前8个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度为
与该指定时刻的相邻的前8个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度与重力加速度之差的平方的平均值avg可表示为avg＝((a1-g)2+(a2-g)2+…+(a8-g)2)/8。
例如，如果指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且所述指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值，则确定指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，具体可设定预设能量阈值为20，预设阈值为-10。其中，指定时刻的合加速度的二阶差分为该指定时刻的合加速度的一阶差分的一阶差分，而指定时刻的合加速度的一阶差分为指定时刻的前一个合加速度减去指定时刻的合加速度。指定时刻的合加速度的二阶差分即为指定时刻的前一个合加速度的一阶差分减去指定时刻的合加速度的一阶差分。
例如，确定指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量具体可确定指定时刻之前和指定时刻之后的预设范围内的采样点的运动能量。比如该预设时间范围为3s，采样频率为25Hz，则每秒有25个采样点，则指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量即为指定时刻前后3秒内的75个采样点的运动能量。
应理解，在用户进行跳跃动作前后的预设时间范围内，用户往往处于静止或小幅波动的状态，因此，可基于指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量的波动幅度，来确定用户在指定时刻是否处于执行跳跃动作的状态。例如，可基于指定时刻前后3秒内的75个采样点的运动能量小于0.5的采样点的个数来确定用户在指定时刻是否处于执行跳跃动作的状态。具体可设定指定时刻前后3秒内的75个采样点的运动能量小于0.5的采样点的个数大于或等于15，即判断用户在指定时刻是否处于执行跳跃动作的状态。图2为本申请实施例提供的计步方法中加速度传感器的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度及其合加速度在用户存在跳跃动作时的曲线示意图。图2中，可看出用户存在跳跃动作前后的一段时间内其加速度数值较为平稳，即运动变化量较小。
可选地，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定用户在预设时间段内的运动变化量，包括：
从预设时间段内的所述第一加速度、第二加速度和第三加速度中，确定多个采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度，多个采样点在预设时间段内均匀分布；
基于多个采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度，确定多个采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度；
确定多个采样点的合加速度的一阶差分的方差；
基于多个采样点的合加速度的一阶差分的方差，确定用户在预设时间段内的运动变化量。
例如，从预设时间段内的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度中，确定多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，具体可从预设时间段内的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度中，确定最近一段时间内(比如20s内)的多个采样点(比如十个采样点)的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度。比如可以确定最近20s内每2s的三个轴的加速度(Ax1、Ax2、……、Ax10，Ay1、Ay2、……、Ay10，Az1、Az2、……、Az10)。其中，考虑到正常用户走完整的一步往往需要2s，因此可选择间隔2s作为一个采样点。
再基于上述10个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度(Ax1、Ax2、……、Ax10，Ay1、Ay2、……、Ay10，Az1、Az2、……、Az10)，确定多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度(Aa1、Aa2、……、Aa10)，其中，
这10个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度的一阶差分为(Aa2-Aa1、Aa3-Aa2、……、Aa10-Aa9)，其方差
其中A为Aa2-Aa1、Aa3-Aa2、……、Aa10-Aa9的平均值。
其中，基于多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度的一阶差分的方差，确定用户在预设时间段内的运动变化量，包括：
在多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度的一阶差分的方差大于预设的方差阈值的情况下，确定用户在预设时间段内的运动变化量较大；
在多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度的一阶差分的方差小于预设的方差阈值的情况下，确定多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的一阶差分的方差与对应的三个轴的预设方差阈值之间的关系；
在多个采样点的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的一阶差分的方差中存在一个或多个轴的加速度的一阶差分的方差大于对应的预设方差阈值，则确定用户在预设时间段内的运动变化量较大。
其中，对应的三个轴的预设方差阈值可以为每个轴设置一个方差阈值，即分别设置x轴的预设方差阈值、y轴的预设方差阈值、以及z轴的预设方差阈值，也可以设置一个统一的预设方差阈值，具体可根据实际情况来设置。图3为本申请实施例提供的计步方法中加速度传感器的三个轴的加速度及其合加速度在运动平稳性发生变化时的曲线示意图。从图3可看出，加速度传感器的y轴的运动变化量较大。
S130，在用户在预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定用户在预设时间段内的步数。
具体地，如果用户在预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值则可确定用户在预设时间段内的运动变化量较大。此时，可基于预设时间段内的三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度，确定用户在预设时间段内的步数。
可选地，基于预设时间段内的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定用户在预设时间段内的步数，包括：
确定预设时间段内多个采样点的第一加速度、第二加速度和第三加速度的合加速度；
基于预设时间段内多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定用户在预设时间段内的步数。
例如，以采样频率为25Hz为例，每秒的采样点为25个，且考虑到用户完成一步的时间往往在两秒内，可基于预设时间段内最近两秒内的50个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定用户在预设时间段内最近两秒内的步数。假设预设时间段内最近两秒内的50个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方按照时间先后顺序排序后为：5,25,55,90,30,-20,-10,8,30,70,-5,……
可选地，基于预设时间段内多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定用户在所述预设时间段内的步数，包括：
从预设时间段内多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方中，确定值为正数且在时间上连续的多组数值；
从多组数值中，确定各组数值之和大于设定阈值的目标个数；
基于目标个数，确定用户在预设时间段内的步数。
在获取了预设时间段内最近两秒内的50个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方按照时间先后顺序排序后为：5,25,55,90,30,-20,-10,8,30,70,-5,……之后，第一组值为正数且在时间上连续的数值之和为5+25+55+90+30＝205，记为step1，第二组值为正数且在时间上连续的数值之和为8+30+70＝108，记为step2，……，最后一组值为正数且在时间上连续的数值之和记为stepN，假设设定阈值为125，则step1～stepN中大于125的个数即可作为用户在预设时间段内的步数。
可选地，由于人类走路跑步的极限步数为每秒钟4步，如果两秒内超过8步，则按8步输出。即如果预设时间段内的步数如果大于预设时间段乘以4的数值，则按照预设时间段乘以4的步数确定预设时间段内的用户的步数。
可选地，如果用户在预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值或者，用户在所述预设时间段内不存在跳跃动作，则可按照正常的计步方法对用户实际的步数进行计算。具体地，可使用低通滤波器对加速度传感器的三个轴的加速度及其合加速度(共计四个轴)滤波得到其输出结果；再针对滤波之后的四个轴的加速度查找波峰、波谷及其高度差和时间差等特征，并计算四个相邻波峰波谷的偏差度等特征。
其中，偏差度的计算过程为分别从滤波后的四个轴的加速度数据中确定极大值点和极小值点作为可能的波峰波谷，再计算从波谷到波峰的高度增量dy1(即波峰的振幅减去波谷的振幅)以及下一个波谷到波峰的高度增量dy2，再计算偏差diff＝(dy2-dy1)的绝对值/(dy2+dy1)，该偏差diff的值越大则表明偏差度越大。例如，预设的偏差度阈值可以为0.15。如果diff不大于预设的偏差度阈值，则可确定按照正常的计步方法对用户实际的步数进行计算。
本申请实施例中提供的计步方法，由于可以基于用户所携带的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度来确定用户的运动变化量，并在该运动变化量较大时，比如用户在信号很弱的荒郊野外徒步或是在进行一些前后步伐的周期相似性紊乱即运动平稳性较差的运动，比如爬山攀岩、在不平整的路面行走时，可以直接基于用户所携带的终端设备在预设时间段内的三个轴的加速度的合加速度和重力加速度，来确定用户在预设时间段内的实际步数。同时采用该计步方法还能避免信号较弱时需要借助GPS模块对用户进行定位识别，减少了不必要的功耗。
需要说明的是，本申请实施例提供的计步方法，执行主体可以为计步装置。本申请实施例中以计步装置执行计步方法为例，说明本申请实施例提供的计步装置。
如图4所示，为本申请实施例提供的计步装置400的结构示意图，包括：
获取单元401，用于获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；
第一确定单元402，用于基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；
第二确定单元403，用于在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选地，在一种实施方式中，所述第二确定单元403，用于：
确定所述预设时间段内多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选地，在一种实施方式中，所述第二确定单元403，用于：
从所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方中，确定值为正数且在时间上连续的多组数值；
从所述多组数值中，确定各组数值之和大于设定阈值的目标个数；
基于所述目标个数，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选地，在一种实施方式中，所述第一确定单元402，用于：
基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述预设时间段内的指定采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作；
在所述用户在所述预设时间段内存在跳跃动作的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量。
可选地，在一种实施方式中，所述第一确定单元402，用于：
从所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度中，确定多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，所述多个采样点在所述预设时间段内均匀分布；
基于所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
确定所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差；
基于所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差，确定所述用户在所述预设时间段内的运动变化量。
可选地，在一种实施方式中，所述第一确定单元402，用于：
基于指定数量的指定采样点的合加速度，确定指定时刻的运动能量，所述指定数量的指定采样点为所述预设时间段内的所述指定时刻之前的采样点；
在所述指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且所述指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值的情况下，基于所述指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作。
本申请实施例中提供的计步装置，由于可以基于用户所携带的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度来确定用户的运动变化量，并在该运动变化量较大时，比如用户在信号很弱的荒郊野外徒步或是在进行一些前后步伐的周期相似性紊乱即运动平稳性较差的运动，比如爬山攀岩、在不平整的路面行走时，可以直接基于用户所携带的终端设备在预设时间段内的三个轴的加速度的合加速度和重力加速度，来确定用户在预设时间段内的实际步数。同时采用该计步方法还能避免信号较弱时需要借助GPS模块对用户进行定位识别，减少了不必要的功耗。
本申请实施例中的计步装置可以是电子设备，也可以是电子设备中的部件，例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端，也可以为除终端之外的其他设备。示例性的，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtualreality，VR)设备、机器人、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，还可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personalcomputer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的计步装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的计步装置能够实现图1至图3的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
可选的，如图5所示，本申请实施例还提供一种电子设备M05，包括处理器M51和存储器M52，存储器M52上存储有可在所述处理器M51上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器M51执行时实现上述计步方法实施例的各个步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
图6为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备600包括但不限于：射频单元601、网络模块602、音频输出单元603、输入单元604、传感器605、显示单元606、用户输入单元607、接口单元608、存储器609、以及处理器610等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备600还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器610逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
其中，处理器610，获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选的，处理器610，还用于确定所述预设时间段内多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；基于所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选的，处理器610，还用于从所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方中，确定值为正数且在时间上连续的多组数值；从所述多组数值中，确定各组数值之和大于设定阈值的目标个数；基于所述目标个数，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
可选的，处理器610，还用于基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述预设时间段内的指定采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；基于所述预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作；在所述用户在所述预设时间段内存在跳跃动作的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量。
可选的，处理器610，还用于从所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度中，确定多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，所述多个采样点在所述预设时间段内均匀分布；基于所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；确定所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差；基于所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差，确定所述用户在所述预设时间段内的运动变化量。
可选的，处理器610，还用于基于指定数量的指定采样点的合加速度，确定指定时刻的运动能量，所述指定数量的指定采样点为所述预设时间段内的所述指定时刻之前的采样点；在所述指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且所述指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值的情况下，基于所述指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作。
采用本申请提供的电子设备，由于可以基于用户所携带的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度来确定用户的运动变化量，并在该运动变化量较大时，比如用户在信号很弱的荒郊野外徒步或是在进行一些前后步伐的周期相似性紊乱即运动平稳性较差的运动，比如爬山攀岩、在不平整的路面行走时，可以直接基于用户所携带的终端设备在预设时间段内的三个轴的加速度的合加速度和重力加速度，来确定用户在预设时间段内的实际步数。同时采用该计步方法还能避免信号较弱时需要借助GPS模块对用户进行定位识别，减少了不必要的功耗。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元604可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)6041和麦克风6042，图形处理器6041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元606可包括显示面板6061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板6061。用户输入单元607包括触控面板6071以及其他输入设备6072中的至少一种。触控面板6071，也称为触摸屏。触控面板6071可包括触摸检测装置和触摸处理器两个部分。其他输入设备6072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
存储器609可用于存储软件程序以及各种数据。存储器609可主要包括存储程序或指令的第一存储区和存储数据的第二存储区，其中，第一存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序或指令(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器609可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或者，存储器609可以包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本申请实施例中的存储器609包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
处理器610可包括一个或多个处理单元；可选的，处理器610集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理涉及操作系统、用户界面和应用程序等的操作，调制解调处理器主要处理无线通信信号，如基带处理器。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器610中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述计步方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述计步方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如上述计步方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以计算机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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (14)
1.一种计步方法，其特征在于，包括：
获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；
基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；
在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数，包括：
确定所述预设时间段内多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定所述用户在所述预设时间段内的步数，包括：
从所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方中，确定值为正数且在时间上连续的多组数值；
从所述多组数值中，确定各组数值之和大于设定阈值的目标个数；
基于所述目标个数，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量，包括：
基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述预设时间段内的指定采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作；
在所述用户在所述预设时间段内存在跳跃动作的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量，包括：
从所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度中，确定多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，所述多个采样点在所述预设时间段内均匀分布；
基于所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
确定所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差；
基于所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差，确定所述用户在所述预设时间段内的运动变化量。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作，包括：
基于指定数量的指定采样点的合加速度，确定指定时刻的运动能量，所述指定数量的指定采样点为所述预设时间段内的所述指定时刻之前的采样点；
在所述指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且所述指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值的情况下，基于所述指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作。
7.一种计步装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取预设时间段内的终端设备中的加速度传感器三个轴的第一加速度、第二加速度和第三加速度，所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度在加速度方向上两两垂直；
第一确定单元，用于基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量；
第二确定单元，用于在所述用户在所述预设时间段内的运动变化量大于或等于预设方差阈值的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度以及重力加速度，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，用于：
确定所述预设时间段内多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，用于：
从所述预设时间段内所述多个采样点的合加速度与重力加速度之差的三次方中，确定值为正数且在时间上连续的多组数值；
从所述多组数值中，确定各组数值之和大于设定阈值的目标个数；
基于所述目标个数，确定所述用户在所述预设时间段内的步数。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，用于：
基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述预设时间段内的指定采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
基于所述预设时间段内的指定采样点的合加速度，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作；
在所述用户在所述预设时间段内存在跳跃动作的情况下，基于所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定用户在所述预设时间段内的运动变化量。
11.如权利要求7或10所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，用于：
从所述预设时间段内的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度中，确定多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，所述多个采样点在所述预设时间段内均匀分布；
基于所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度，确定所述多个采样点的所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度的合加速度；
确定所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差；
基于所述多个采样点的合加速度的一阶差分的方差，确定所述用户在所述预设时间段内的运动变化量。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，用于：
基于指定数量的指定采样点的合加速度，确定指定时刻的运动能量，所述指定数量的指定采样点为所述预设时间段内的所述指定时刻之前的采样点；
在所述指定时刻的运动能量大于或等于预设能量阈值且所述指定时刻的合加速度的二阶差分不大于预设阈值的情况下，基于所述指定时刻前后的预设时间范围内的采样点的运动能量，确定所述用户在所述预设时间段内是否存在跳跃动作。
13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的计步方法的步骤。
14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的计步方法的步骤。
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