变 ，这 种 形 变 在 一 定 的 范 围 之 内 与加 速 度 成 正 比 例 关 系 ，然 后 经 过数模转换分解 出三个方向的正交的加 速度值 。理论上 ，当手机 平 放 在 水 平 面 上 时 ，其 Ｘ、Ｙ、Ｚ三 个 轴 方 向 的加 速 度 大 小 应 该 分 别 为 ０、Ｏ、９．８。
关 键 词 ：加 速 度 传 感 器 ，计 步 窗 口 ，计 步 策 略 ，计 步 算法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｓｔｅｐｓ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｌｕｓ ａｎｄ ｄｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａ— ｎｉｓｍ ｏｆ ｍ ｏｂｉｌｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｉｄｅａ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｗａｌｋ— ｉｎｇ＋Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｍ ａｙ ｅｘｉｓｔ ｍ ａｎｙ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅｓ，ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｏｅｓｎ ｔ ｓｉｍ ｐｌｙ ｒｅｌｙ ｏｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｂｕｔ ｅｌｉｍ ｉｎａｔｅｓ ｔｈｅ ａｆｅｃｔ ｏｆ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｅｘｔｅｎｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｃｏｒｉｎｇ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ．
如 图 ４所 示 ，为 三 轴 加速度的合成 加速 度波形 一ｊ 变化示 意图 ，在 Ｏ￣２ｓ时 ｔ４｛
间内，人处于静止状态，加 警１２｛
侧 向轴
图 １ 人体 行 走 模 型
图 ２ 手 机 加 速 度 坐 标 系 统
智 能 手 机 上 的加 速度 传 感 器 是 三 轴 加 速 度 计 ，其 坐 标 系统
通 过 提 取 人 行 走 过 程 中 的加 速 度 数 据进 行 分 析 是 一 种 简 单 可 行 的步 态 检 测 方 法 ，人 在行 走 过 程 中 有 ３个 加 速 度 分 量 ，前 向 加 速 度 、侧 向 加 速 度 和 垂 直 方 向加 速度 ，如 图 １所 示 。
Ｚ
前 向轴
摘 要 ：为 了降低 手 机 位 置 不 同以 及行 人 运 动 状 态不 同对 计 步 结果 的影 响 ，设 计 了一 种 基 于手 机 加 速 度 传 感 器加 分 减分 机 制 的 计 步 算 法 。 该 算 法 的基 本 思 想仍 然是 对行 走过 程 中的峰 值 进 行 检 测 ，针 对 可 能存 在 的 多峰 值 情 况 ，不再 简 单地 依 赖 于 某 一 个 阈 值 ，而 是 通 过 计 分 机 制 最 大程 度 地 消 除 多峰 值 的 影 响 。 该 算 法 的 关 键 是 计 步 窗 口 大 小 的设 定和 计 步策 略 的设 计 ，最后 通 过 试 验 验 证 了算 法 的 有 效 性 。
如 图 ３所 示 ，为一 次 试 验 中人 在 行 走 时三 个 方 向上 的加 速 的 变 化情 况 ，从 图 中 可 以看 出 ，人 在 行 走 的过 程 中存 在 着 一 定 的 规 律 性 ，Ｘ轴 和 Ｙ轴 的 变化 规 律 不 明显 ，但 是 Ｚ 轴 变 化周 期性 比 较 明 显 ，两 个 波 峰 或 者 两 个 波 谷 之 间 代 表 一 个 迈 步 周 期 ，人 携 带 手 机 的 方 式 是 随意 的 ，所 以 在 具 体 行 走 过 程 中 ，手 机 三轴 加速 度 方 向 可 能 不 与人 体 运 动 模 型 的方 向一 致 ，为 了 使 计 步 更 加 准 确 ， 这 里 使 用 三轴 加 速 度 的合 成 加 速 度 作 为 最 终 的加 速 度 计 步数 据 信 号 。
如 图 ２所 示 ，当人 在 行 走 过 程 中将 手 机 平 放 ，前 端 指 向人 行 走 的
正 前 方 时 ，人 体 加 速 度
分 量 和 手 机 加 速 度 坐 标
系 统 的 对 应 关 系 为 ：前
向 轴 对 应 手 机 Ｙ 轴 ，侧 Ｉ一
向轴对应手机 Ｘ轴 ，垂 螽
直轴对应手机ｚ轴。三 翟
《工 业 控 制 计 算 机 ｝２传感器的计步算法设计
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｔｅｐｓ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ
王文杰 李 军 （青岛大学信息工程学院，山东 青岛 ２６６０７１）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ，ｗｉｎｄｏｗ ｏｆ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｓｔｅｐｓ，ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｓｔｅｐｓ，ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｓｔｅｐｓ
由 于建 筑 物 的阻 挡 屏 蔽 等 因 素 ，导 致 ＧＰＳ信 号 在 室 内 环 境 下 无 法 实 现 满 足 要 求 的定 位 精 度 。随 着 智 能 手 机 的快 速 发展 ，现 在 手 机 一 般 都 内置 各 种 传 感 器 模 块 ，航 位 推 测 法 是 一 种 可 行 的 技 术 方 案 ，计 步 器 、运 动 方 向判 断 和 步 长 检 测 是 航 位 推 测 的 三 大 关 键 部 件 ，本 文 结合 智 能 手机 广 泛 内 置 各 种 传 感 器 模 块 ，提 出 一 种 基 于 手机 加 速 度 传 感 器 加 分 减 分 机 制 的计 步算 法 。 １ 计 步 器 算 法原 理
轴 加 速 度 传 感 器 内部 装
有 惯 性 检 测 模 块 ，当 物
体 发 生 变 速 运 动 时 ，惯 。
时
性 检 测 模 块 产 生 弹性 形 图 ３ 人行走过程三轴加速度波形变化