专利名称：一种估计步长的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种估计步长的方法和装置。
背景技术：
在导航系统中，基于惯性传感器的行人航迹推算定位技术是惯性传感器定位导航的发展方向，而影响行人航迹推算精度的因素之一为行人的步长，为了提高行人航迹推算的精度，需要估计行人的步长。目前，提供的一种估计步长的方法具体为:将JPEG解压缩图像分割为互不重叠且连续的多个图像块，对每个图像块进行二维离散余弦变换，获得离散余弦变换系数；根据离散余弦变换系数估计出行人行走一步的步长。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:对每个图像块进行二维离散余弦变换获取离散余弦变换系数，以及根据离散余弦变换系数估计行人行走一步的步长的计算复杂度较高，且现有技术对硬件平台的要求较闻，提闻了硬件成本。

发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种估计步长的方法和装置。所述技术方案如下:一方面，提供了一种估计步长的方法，所述方法包括:根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，所述第一特征量包括所述行人行走一步的第一步频、所述行人行走一步的第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值；分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一特征量之间的欧氏距离；选择与所述第一特征量之间的欧氏距离最小的第二特征量，将所述选择的第二特征量对应的步长确定为所述行人行走一步的步长。其中，所述根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，包括:根据行人行走一步的行走时间，计算所述行人行走一步的第一步频；根据所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，计算所述行人行走一步的第一加速度方差；从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度中选择第一加速度最大值和第一加速度最小值；将所述第一步频、所述第一加速度方差、所述第一加速度最大值和所述第一加速度最小值组成第一特征量。其中，所述根据所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，计算所述行人行走一步的第一加速度方差，包括:第一步、从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度包括的第一个第一加速度开始依次输入第一加速度到接收窗口，直到向所述接收窗口中输入预设个数个第一加速度时停止输入，所述接收窗口最多允许输入所述预设个数个第一加速度且所述预设个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，设置输入个数的初值为所述预设个数；第二步、根据所述接收窗口中包括的第一加速度，计算方差；第三步、如果所述输入个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则移动所述接收窗口，以向所述接收窗口输入下一个第一加速度，并将所述接收窗口中包括的最先输入的第一加速度输出，增加所述输入个数，返回执行所述第二步；第四步、如果所述输入个数等于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则对所述计算得到的方差进行平均值运算，得到所述计算得到的方差的平均值，将所述平均值确定为所述行人行走一步的第一加速度方差。其中，所述分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一特征量之间的欧氏距离，包括:从已存储的步长与第二特征量的对应关系中的第一条记录开始扫描，获取所述扫描的一条记录中的第二特征量；根据所述第一特征量包括的第一步频、第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值，以及所述获取的第二特征量包括的第二步频、第二加速度方差、第二加速度最大值和第二加速度最小值，按照如下公式计算所述第一特征量与所述获取的第二特征量之间的欧氏距离，
权利要求
1.一种估计步长的方法，其特征在于，所述方法包括: 根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，所述第一特征量包括所述行人行走一步的第一步频、所述行人行走一步的第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值； 分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一特征量之间的欧氏距离； 选择与所述第一特征量之间的欧氏距离最小的第二特征量，将所述选择的第二特征量对应的步长确定为所述行人行走一步的步长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，包括: 根据行人行走一步的行走时间，计算所述行人行走一步的第一步频； 根据所述行人在所述行走时 间包括的时间点的第一加速度，计算所述行人行走一步的第一加速度方差； 从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度中选择第一加速度最大值和第一加速度最小值； 将所述第一步频、所述第一加速度方差、所述第一加速度最大值和所述第一加速度最小值组成第一特征量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，计算所述行人行走一步的第一加速度方差，包括: 第一步、从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度包括的第一个第一加速度开始依次输入第一加速度到接收窗口，直到向所述接收窗口中输入预设个数个第一加速度时停止输入，所述接收窗口最多允许输入所述预设个数个第一加速度且所述预设个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，设置输入个数的初值为所述预设个数； 第二步、根据所述接收窗口中包括的第一加速度，计算方差； 第三步、如果所述输入个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则移动所述接收窗口，以向所述接收窗口输入下一个第一加速度，并将所述接收窗口中包括的最先输入的第一加速度输出，增加所述输入个数，返回执行所述第二步； 第四步、如果所述输入个数等于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则对所述计算得到的方差进行平均值运算，得到所述计算得到的方差的平均值，将所述平均值确定为所述行人行走一步的第一加速度方差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一特征量之间的欧氏距离，包括: 从已存储的步长与第二特征量的对应关系中的第一条记录开始扫描，获取所述扫描的一条记录中的第二特征量； 根据所述第一特征量包括的第一步频、第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值，以及所述获取的第二特征量包括的第二步频、第二加速度方差、第二加速度最大值和第二加速度最小值，按照如下公式计算所述第一特征量与所述获取的第二特征量之间的欧氏距离，I= λ/(/ - , + (σ -σ;)2 + O — Wi)2 + (H-Hi)2 其中，在所述公式中，I为所述第一特征量与所述获取的第二特征量之间的欧氏距离，f为所述第一步频，σ为所述第一加速度方差，m为所述第一加速度最大值，η为所述第一加速度最小值，fi为所述第二步频，σ i为所述第二加速度方差，Hii为所述第二加速度最大值，Ili为所述第二加速度最小值； 判断所述扫描的一条记录是否为所述步长与第二特征量的对应关系中的最后一条记录，如果是，则结束操作，否则，继续扫描下一条记录。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量之前，还包括: 获取行人行走 一步的行走时间，并在三维坐标系中获取所述行人在所述行走时间包括的时间点的横轴方向加速度、纵轴方向加速度和竖轴方向加速度； 根据本地重力加速度和所述行人在所述行走时间包括的时间点的横轴方向加速度、纵轴方向加速度和竖轴方向加速度，分别计算所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度。
6.一种估计步长的装置，其特征在于，所述装置包括: 第一获取模块，用于根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，所述第一特征量包括所述行人行走一步的第一步频、所述行人行走一步的第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值； 第一计算模块，用于分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一获取模块获取的第一特征量之间的欧氏距离； 确定模块，用于选择与所述第一获取模块获取的第一特征量之间的欧氏距离最小的第二特征量，将所述选择的第二特征量对应的步长确定为所述行人行走一步的步长。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括: 第一计算单元，用于根据行人行走一步的行走时间，计算所述行人行走一步的第一步频； 第二计算单元，用于根据所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，计算所述行人行走一步的第一加速度方差； 选择单元，用于从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度中选择第一加速度最大值和第一加速度最小值； 组成单元，用于将所述第一步频、所述第一加速度方差、所述第一加速度最大值和所述第一加速度最小值组成第一特征量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括: 输入子单元，用于从所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度包括的第一个第一加速度开始依次输入第一加速度到接收窗口，直到向所述接收窗口中输入预设个数个第一加速度时停止输入，所述接收窗口最多允许输入所述预设个数个第一加速度且所述预设个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，设置输入个数的初值为所述预设个数； 计算子单元，用于根据所述输入子单元输入到接收窗口中包括的第一加速度，计算方差；移动子单元，用于如果所述输入个数小于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则移动所述接收窗口，以向所述接收窗口输入下一个第一加速度，并将所述接收窗口中包括的最先输入的第一加速度输出，增加所述输入个数，返回执行所述计算子单元； 确定子单元，用于如果所述输入个数等于所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度的个数，则对所述计算得到的方差进行平均值运算，得到所述计算得到的方差的平均值，将所述平均值确定为所述行人行走一步的第一加速度方差。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括: 获取单元，用于从已存储的步长与第二特征量的对应关系中的第一条记录开始扫描，获取所述扫描的一条记录中的第二特征量； 第三计算单元，用于根据所述第一特征量包括的第一步频、第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值，以及所述获取的第二特征量包括的第二步频、第二加速度方差、第二加速度最大值和第二加速度最小值，按照如下公式计算所述第一特征量与所述获取的第二特征量之间的欧氏距离，
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 第二获取模块，用于获取行人行走一步的行走时间，并在三维坐标系中获取所述行人在所述行走时间包括的时间点的横轴方向加速度、纵轴方向加速度和竖轴方向加速度； 第二计算模块，用于根据本地重力加速度和所述行人在所述行走时间包括的时间点的横轴方向加速度、纵轴方向加速度和竖轴方向加速度，分别计算所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度。
全文摘要
本发明公开了一种估计步长的方法和装置，属于通信领域。所述方法包括根据行人行走一步的行走时间和所述行人在所述行走时间包括的时间点的第一加速度，获取第一特征量，所述第一特征量包括所述行人行走一步的第一步频、所述行人行走一步的第一加速度方差、第一加速度最大值和第一加速度最小值；分别计算已存储的步长与第二特征量的对应关系中包括的第二特征量与所述第一特征量之间的欧氏距离；选择与所述第一特征量之间的欧氏距离最小的第二特征量，将所述选择的第二特征量对应的步长确定为所述行人行走一步的步长。所述装置包括第一获取模块、第一计算模块和确定模块。本发明可以减少计算的复杂度，并且降低了硬件的成本。
文档编号G01C22/00GK103196460SQ20131008657
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者邓中亮, 韩青振, 王文杰, 高鹏, 徐涛, 陈沛 申请人:北京邮电大学