一种基于移动终端的新型计步方法

作者:黄政;韩立新;肖艳; 刊名:计算机学报 上传者:李运涛

【摘要】近年来,随着微电子技术和计算技术的发展以及智能手机和穿戴设备的普及,生物信号处理以及模式识别成为工程领域的热门话题.由于中国人口老龄化,适宜的身体锻炼和健康医疗已经成为社会关注的热点.计步器作为一种运动检测设备进入到人们生活中,同时智能手机上有计步功能的应用软件得到普及,但是目前的计步算法不能很好地去除人们生活中产生的噪声,影响计步精度,该文提出了一种高精度计步方法,目标是去除计步算法中的噪声,减少其他因素对计步的影响.该计步方法基于智能手机中加速度传感器的三维离散信号,对三维信号进行分析,提取信号中的特征,最终高精度地统计人行走的步数.该文首先对加速度传感器三维信号的选取进行了讨论,采取平滑滤波算法对信号进行去噪,接着提取信号中的特征并使用M5算法对信号进行分类,最终对有效信号采取动态时间归整(Dynamic Time Warping,DTW)算法进行计步.该文最后对此计步方法的精度和抗干扰能力进行评测,证明该方法在统计步数上具有较高的精度和抗干扰能力.

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第 4o卷 第 8期 2017年 8月 计 算 机 CHINESE JOURNAL 学 报 OF COM PUTERS Vo1. 40 NO.8 Aug. 2Ol7 一 种基于移动终端 的新型计步方法 黄 政 韩立新 (河海大学计算机与信息学院 肖 艳 南京 211100) 摘 要 近年来 ,随着微 电子技术和计算技术 的发展 以及 智能手 机和 穿戴设备 的普及 ,生 物信号处 理 以及 模式识 别成为工程领域 的热 门话题.由于 中国人 口老龄化 ,适 宜的身体锻炼和健康医疗 已经成 为社会关 注的热点.计步器 作为一种运动检测设备进入 到人们 生活中 ,同时智能 手机上有 计步功 能 的应 用软件得 到普 及 ,但 是 目前 的计步算 法不能很好地去 除人们生 活中产生的噪声 ,影 响计步精度 ,该文提出 了一种高精度计 步方法 ,目标是去 除计步算 法 中的噪声 ,减少其他 因素对计步 的影响.该计 步方法基于智能手机 中加速度传感器 的三维离散 信号 ,对 三维信号 进 行分析 ,提 取信 号中的特征 ,最终高精度地统计人 行走的步数.该文 首先对加 速度 传感器 三维 信号 的选 取进行 了讨 论 ,采 取平 滑滤波算法对信号进行去噪 ,接着 提取信号 中的特征并使用 M5算法对 信号进行分类 ,最终 对有效信 号 采取动态时 间归整 (Dynamic Time Warping,DTW)算法进行计步.该 文最 后对此计 步方法的精度 和抗 干扰能力 进 行评测 ,证 明该方法在统计步数上具有较高 的精 度和抗干扰能力. 关键词 计 步器 ;平滑滤波 ;M5算法 ;动态 时间归 整 ;物联 网;信 息物理融合系统 中 图 法 分 类 号 TP391 DOI号 10.11897/SP.J.1016.2017.01856 A New Step Detection Approach Based on M obile Termination H UANG Zheng HA N Li—Xin XIA()Yan (College of Computer and Information,Hohai University,Nanjing 211100) Abstract In recent years,with the developm ent of m icroelectronics and computing technology, the popularization of sm artphone and wearable devices,biological signal processing and pattern recognition becam e a hot topic in the field of engineering. Due to the aging population in China, physical exercise and proper health care have attracted a hot social attention. The pedom eter as a m ovement detecting device has entered into people’S lives. At the sam e tim e,the smartphone equipped with a pedometer becom es m ore and more popular. But the current st

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