用于提供人员的步数的求取方法的方法

技术领域

本发明涉及一种用于提供人员的步数的求取方法的方法。

本发明还涉及一种用于求取人员的步数的设备。

背景技术

用于求取人员的步数的已知方法(也简称为计步器)使用运动传感器、例如加速度传感器或陀螺仪，以便一般性地确定人员的运动，更准确地说以便根据所测量的数据来确定人员是否已经迈出了步。为了分析处理传感器数据，视应用而定已知不同算法和方法，这些算法和方法分析传感器信号。然后，基于这种分析来求取是否存在步。取决于这些传感器布置在人员上或人员处的位置——即在哪种周围环境中使用这些传感器，求取步的精度会发生变化。例如，与将加速度传感器固定在人员的手臂相比，当将其固定在人员的头部时，加速度传感器提供用于探测步的更准确的数据。

发明内容

在一种实施方式中，本发明提供一种用于提供人员的步数的求取方法的方法，该方法包括以下步骤：根据至少两个传感器装置来求取传感器数据，所述至少两个传感器装置具有不同类型的传感器；通过分析处理所求取的传感器数据来求取人员的运动状态；基于人员的所求取的运动状态，从用于计步的至少两种方法中选择步数的求取方法。

在另一实施方式中，本发明提供一种用于求取人员的步数的设备，该设备包括：至少两个传感器装置，所述至少两个传感器装置用于求取传感器数据，所述至少两个传感器装置具有不同类型的传感器；计算单元，该计算单元用于根据所分析处理的传感器数据来求取人员的运动状态，并且该计算单元用于基于人员的所求取的运动状态从用于计步的至少两种方法中选择步数的求取方法。

由此实现的优点之一是：借此可以显著提高在求取步数情况下的准确性，因为可以针对不同情况或外部条件相应地适当选择用于求取步的不同方法。就此而言，减少了未探测到的步数或被错误探测到的步数。另一优点是简单和成本有利的实现。

本发明的其它特征、优点和其他实施方式在下文中描述或者通过下文而公开。

根据一种有利扩展方案，以加速度数据和陀螺仪数据的形式提供传感器数据。其优点是，以成本有利和可靠的方式提供传感器数据，基于所述传感器数据可以求取人员的运动状态并且因此可以选择用于求取步数的合适方法。

根据另一有利扩展方案，提供一个或多个特征参量作为分析处理传感器数据的结果。根据一个或多个特征参量可以以简单且可靠的方式选择步数的求取方法。同时，也可以根据特征参量将结果以容易理解的形式显示给人员等。

根据另一有利扩展方案，所述一个或多个特征参量包括以下参量中的至少一个：所求取的传感器数据的平均值、方差、平均值通过率(Rate von

根据另一有利扩展方案，针对至少两个空间方向、尤其针对所有三个空间方向单独地分析处理所求取的传感器数据。因此，进一步改善步数的求取方法的选择的可靠性。

根据另一有利扩展方案，根据至少两个、尤其至少四个不同的能够预给定的状态提供运动状态。因此，可以以足够准确且同时高效的方式说明设备的运动状态，然后可以借助该运动状态来选择步数的求取方法。

根据另一有利扩展方案，所用于计步的述至少两个方法中的第一方法包括求取陀螺仪数据中的最大值，并且所述用于计步的至少两个方法中的第二方法包括借助启动/释放滤波器(Attack/Release-Filter)对加速度数据进行滤波并且将其与阈值进行比较。启动/释放滤波器理解为用于数据或信号的平滑滤波器，其根据数据/信号的变化或由数据/信号推导出的参量来使数据/信号平滑。这能够实现简单和高效地提供用于计步的方法，其中，借助启动/释放滤波器尤其即使在存在噪声的情况下也能够可靠地探测加速度的增大。

根据该设备的一种有利扩展方案，所述传感器装置中的第一个包括至少一个加速度传感器并且所述传感器装置中的第二个包括至少一个陀螺仪。其优点是，提供了成本有利的、合适的传感器装置，以便可以根据该传感器装置的传感器数据可靠地求取人员的步数。

根据该设备的另一有利扩展方案，计算单元构造用于基于所选择的方法和所求取的传感器数据来计算人员的步数。因此，不仅可以直接选择和提供用于求取步数的合适的方法，而且同样可以根据传感器数据来求取步数。由此避免了步的开销大的单独求取。

本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求、附图和借助附图的相关附图说明得出。

应理解的是，在上文中提到的以及在下文中还将进一步阐述的特征不仅能够以分别说明的组合使用、而且也能够以其他组合或者单独使用，而不脱离本发明的范畴。

本发明的优选实施方案和实施方式在附图中示出，并且下述说明书中进一步阐释，其中，相同的附图标记表示相同的或相似的或功能上相同的构件或元件。

附图说明

附图示出：

图1示出根据本发明的一种实施方式的设备；

图2示出根据本发明的一种实施方式的不同传感器的传感器数据；

图3示出根据本发明的一种实施方式的方法的步骤。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一种实施方式的设备。

在图1中详细地示出了设备1。该设备1包括加速度传感器2和陀螺仪3形式的两个传感器。这两个传感器2、3为计算单元50提供相应的测量数据。在此，计算单元50在输入侧包括滤波器装置4，该滤波器装置借助相应的单独的低通滤波器4a、4b对分别从传感器2、3获得的数据进行滤波。借助低通滤波器4a、4b将被评估为噪声的高频信号过滤掉，而基于步的低频信号可以通过该滤波器。由此，改善了探测步的可靠性。

根据所滤波的数据，通过特征参量求取单元5求取一个或多个特征参量，例如求取所滤波的传感器数据的至少一部分中的平均值、方差、周期性或探测最大值。然后分别针对三个空间方向独立地(即沿x轴、y轴和z轴)确定这些特征参量，尤其分别针对加速度传感器2的数据以及陀螺仪3的数据单独地确定所述特征参量。此外，可以布置其他传感器，并且类似于加速度传感器2和陀螺仪3的数据那样将数据提供给计算单元50。

然后，将所求取的一个或多个特征参量传输给计算单元50的运动状态单元6，该运动状态单元基于所计算的一个或多个特征参量来求取人员的当前运动状态。不同的运动状态(在此以四个附图标记100、101、102、103表示)被预先定义并且存储在运动状态单元6中。除了关于人员处于哪个运动状态的决定之外，该运动状态单元6还为随后针对步数的求取方法的选择提供相应数据，和/或，该运动状态单元可以附加地(尤其基于周期分析)提供用于辨识被错误辨识的步的信息。

具体而言，运动状态单元6不仅构造用于一般性地求取运动状态(例如狭义上的“行走”或“跑步”)，而且还一般性地构造用于在行走或跑步期间求取人员的确定姿态或确定行为。这例如包括运动状态“听移动电话的音频输出”或“在行走期间看移动电话的屏幕”等。在此，这些信息尤其不仅用于选择确定的计步方法，而且这些信息也可以由其它部件所使用，例如由导航系统使用或者用于人员的活动识别等。

为了决定存在哪个运动状态，可以使用树结构。为此，尤其可以使用确定的特征参量，以便决定跟随“决策树”的哪个分支。在此，例如可以借助二进制逻辑基于与阈值的比较来做出决定。

在图1的实施方式中，在运动状态单元6中存储有四种状态。具体地，这些状态是：

a)“静止”，即没有探测到显著的运动。

b)人员要么在跑步期间要么在行走期间的“手臂运动”。在此，尤其使用陀螺仪数据来求取步。

c)“无手臂运动”。在此，尤其使用加速度传感器的数据来求取步数。

d)“未知的运动”。一方面为了初始化设备而确定该状态，或者在传感器数据分析处理不清楚或传感器数据不足的情况下确定该状态。

于是，在状态a)中不求取步。总是当人员的运动无法被归类到所存储的状态中的一种时，使用状态d)。因此，可以减少假阳性的步。取决于应用情况，可以在状态d)中求取或不求取步。

如果通过运动状态单元6求取了运动状态，则将该信息传输给导航单元7的求取方法选择单元8。该求取方法选择单元8根据求取步数的不同方法20、21基于所求取的运动状态来选择一种相应的方法20、21，然后该方法用于借助计步器10求取步数。将定向信息9和借助计步器10求取的所行进的步传输给导航单元7的行人耦合导航系统11，借助该行人耦合导航系统可以追踪行人的位置。

具体地，如上所述，可以基于陀螺仪3的数据来求取人员的步。例如，在常规的行走或跑步期间，相应人员的手臂会往复摆动。这种摆动导致一种清晰且可靠的陀螺仪信号：手臂的每次摆动可以对应于一步。这可以在陀螺仪的传感器数据中根据相应的最大值/峰值或者反转点/极值来识别，然后可以基于此来求取步数。

替代地，也可以在人员的手臂不自由摆动的情况下，例如当人员背着包或使用电话时，基于加速度传感器2的加速度值来求取步。

在下面的图2中示出第一种情况，即具有手臂运动的行走或跑步的数据，其中，绘制陀螺仪和加速度传感器的相应传感器值随时间的变化。

图2示出根据本发明的一种实施方式的不同传感器的传感器数据。

在图2中，上半部分示出在人员行走期间通过加速度传感器2产生的加速度信号的幅度/强度，而图2的下半部分针对z轴示出在行走期间的陀螺仪信号的幅度/强度随时间的变化，其中z轴在此垂直于人员的手臂运动的平面定向。在图2中可以看出，关于反转点，陀螺仪3的信号具有比加速度传感器的信号更清楚或更明确的变化过程。根据对陀螺仪信号的幅度中的最大值/峰值或反转点的分析，可以特别简单和可靠地计算步。

图3示出根据本发明的一种实施方式的方法的步骤。

在图3中，示出一种用于提供人员的步数的求取方法的方法。

在第一步骤S1中，根据至少两个传感器装置2、3求取传感器数据，所述传感器装置具有不同类型的传感器。

在第二步骤S2中，通过分析处理所求取的传感器数据来求取人员的运动状态。

在第三步骤S3中，基于人员的所求取的运动状态从用于计步的至少两种方法中选择步数的求取方法。

总之，本发明的至少一种实施方式具有以下优点中的至少一个：

-高精度；

-简单地求取步数；

-简单的实现；

-高能效、低资源消耗；

-高可靠性。

尽管根据优选实施例描述了本发明，但本发明不局限于此，而是可以以多种方式进行修改。