專利名稱：用于估計行人的步長的方法和便攜式終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式終端，更具體地說，涉及一種用于估計行人的步長的方法和便攜式終端。
背景技術(shù)：
近年來，能夠進行以行人為中心的路線指引的個人導航系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地裝備到了諸如蜂窩電話、智能電話、PDA和MP3播放器的便攜式終端中。個人導航系統(tǒng)指這樣的系統(tǒng)，其檢測要由該系統(tǒng)引導的行人的位置，并通過使用檢測到的行人的位置來為行人引導路線。用于行人導航的個人導航系統(tǒng)可以通過裝備具有GPS接收器、加速度計、陀螺儀等的便攜式終端來實現(xiàn)。本個人導航系統(tǒng)估計行人的步長并通過使用估計的步長來產(chǎn)生導航方案，從而提供導航服務(wù)。因此，為了提供準確的導航服務(wù)，應(yīng)當準確地測量行人的步長。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題在現(xiàn)有技術(shù)中，在不考慮他/她運動期間行人的身體的哪個部分攜帶便攜式終端的情況下來估計行人的步長。在以這種方式估計步長的處理中，根據(jù)行人在不同的身體部位攜帶的便攜式終端的位置，可能會發(fā)生相當大的誤差，在最壞的情形中，這可能會導致步長估計性能的大的劣化。解決問題的方案為了解決以上討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明主要的目的在于提供用于估計步長的方法和設(shè)備，通過使用加速度計和陀螺儀來確定便攜式終端在行人身體上攜帶的位置并根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來應(yīng)用不同的步長估計算法，該方法和設(shè)備可以為行人提供更準確的路線。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種包括加速度計、陀螺儀和控制器的便攜式終端。在攜帶該便攜式終端的行人行走時，加速度計檢測由便攜式終端的運動引起的加速度。陀螺儀檢測在行人行走時由便攜式終端的運動引起的角速度。并且，控制器通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度，當搖擺運動的幅度等于或大于預(yù)定值時確定便攜式終端進行搖擺運動，通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定在行人身體上的便攜式終端的攜帶位置，以及根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來估計行人的步長。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種步長估計方法。在攜帶便攜式終端的行人行走時，由便攜式終端的運動引起的加速度是通過使用嵌入到便攜式終端中的加速度計來檢測的。在攜帶便攜式終端的行人行走時，由便攜式終端的運動引起的角速度是通過使用嵌入到便攜式終端中的陀螺儀來檢測的。便攜式終端的搖擺運動的幅度是通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定的。當搖擺運動的幅度等于或大于預(yù)定值時，確定便攜式終端進行搖擺運動。便攜式終端的攜帶位置是通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定的。并且，根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來確定行人的步長。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種便攜式終端。該便攜式終端包括加速度計、陀螺儀和控制器。加速度計檢測由便攜式終端的運動引起的加速度。陀螺儀檢測便攜式終端的運動的方向信息。并且，控制器通過使用檢測到的加速度和方向信息來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度，并且根據(jù)搖擺運動的幅度來應(yīng)用對應(yīng)的行人步長估計算法。在進行下面的本發(fā)明的具體實施方式
之前，闡述貫穿整個本專利文獻而使用的某些詞和短語的定義是有利的術(shù)語“包括”和“包含”，及其派生詞的意思是包括而非限制；術(shù)語“或者”為包括在內(nèi)，意思是和/或；短語“與……相關(guān)聯(lián)”和“與其相關(guān)聯(lián)”及其派生詞的意思可以是包括、包括在其中、與其互連、包含、包含在其中、連接到或與……連接、耦合到或與……耦合、可與……連通、與……協(xié)作、交錯、并列、接近、結(jié)合到或與……結(jié)合、具有、具有……屬性等；并且，術(shù)語“控制器”意思指控制至少一個操作的任何裝置、系統(tǒng)或其部分，這樣的裝置可以以硬件、固件或軟件實現(xiàn)，或以至少上述兩種的一些組合來實現(xiàn)。應(yīng)當注意，與任何特定的控制器相關(guān)聯(lián)的功能都可以是集中式或分布式，無論是本地的還是遠程的。貫穿整個本專利文獻提供對某些詞和短語的定義，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，在許多(如果不是絕大多數(shù))情形中，這些定義應(yīng)用于先前以及未來對這些定義的詞和短語的使用。


為了對本公開及其優(yōu)點進行更全面的理解，現(xiàn)在結(jié)合附圖對下面的描述進行參考，在這些附圖中，相同的附圖標記表示相同的部分圖1和圖2是示出行走頻率與步長之間的關(guān)系以及加速度變化與步長之間的關(guān)系的曲線圖；圖3是根據(jù)本發(fā) 明實施例的便攜式終端的框圖；圖4-5和6-7是在本發(fā)明中考慮的便攜式終端的四個可能的攜帶位置的視圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的步長估計方法；并且圖9示出根據(jù)本發(fā)明實施例的確定攜帶位置的方法。
具體實施例方式下面討論圖1到圖9，并且，用來描述本專利文獻中的本公開的原理的各種實施例僅僅是通過圖示的方式示出，并且不應(yīng)當以限制本公開的范圍的任何方式來解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開的原理可以以任何適當?shù)夭贾玫谋銛y式終端來實現(xiàn)。在下列描述中，盡管被在不同的圖中示出，相同的元件將由相同的附圖標記來指定。此外，提供在下列描述中發(fā)現(xiàn)的各種特定的定義(諸如包標識符的特定值、顯示的信息的內(nèi)容等)僅僅是為了幫助對本發(fā)明的一般理解，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在沒有這些定義的情況下本發(fā)明也可以被實現(xiàn)是顯而易見的。此外，在本發(fā)明的下列描述中，當對在此包含的已知功能和構(gòu)造的具體描述可能使本發(fā)明的主題模糊時，將省略這些具體描述。圖1和圖2不出行走頻率與步長之間的關(guān)系以及加速度變化與步長之間的關(guān)系。如圖1和圖2所示，充當用來計算步長的參數(shù)的行走頻率和加速度變化估計恰當?shù)胤从巢介L根據(jù)步伐的樣式改變的特征。圖1是示出步長與行走頻率之間的關(guān)系的曲線圖，圖2是示出步長與加速度變化之間的關(guān)系的曲線圖。從圖1和圖2的曲線圖可以注意至IJ，步長與行走頻率和加速度變化中的每一個都具有線性關(guān)系。因此，步長可以通過這兩個參數(shù)(即，行走頻率和加速度變化)的線性組合來表示，正如下面的公式所給出的數(shù)學圖1[算式I]步長=B1· WF+a2 · AV+b在公式I中，B1是行走頻率的權(quán)重，a2是加速度變化的權(quán)重，b是常數(shù)項，WF是行走頻率，AV是加速度變化。因此，由于在行人走每一步時輸出的行走頻率和加速度計(加速儀)的變化值可以被計算，因此通過在行人走了若干步后對各個步伐的步長進行求和，可以計算總的行走距離，正如下面的等式所給出的數(shù)學圖2[算式2]
權(quán)利要求
1.一種便攜式終端，包括 加速度計(21)，被配置為檢測由便攜式終端的運動引起的加速度； 陀螺儀(22)，被配置為檢測便攜式終端的運動的方向信息； 控制器(26)，被配置為通過使用檢測到的加速度和方向信息來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度，并且根據(jù)搖擺運動的幅度來應(yīng)用對應(yīng)的行人步長估計算法。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式終端，其中， 控制器(26)還被配置為通過使用檢測到的加速度和方向信息來確定便攜式終端的位置，并且將所述位置與搖擺運動的幅度進行比較，以應(yīng)用對應(yīng)的行人步長估計算法。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式終端，其中， 控制器(26)還被配置為通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度，如果搖擺運動的幅度等于或大于預(yù)定值則確定便攜式終端進行搖擺運動，通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定便攜式終端在行人的身體中的攜帶位置，以及根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來不同地估計行人的步長。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 使用加速度的幅值和間距變化、或加速度的幅值、或間距變化來確定搖擺運動的幅度， 其中，當使用加速度的幅值和間距變化來確定搖擺運動的幅度時，分別根據(jù)針對加速度的幅值和間距變化預(yù)先設(shè)置的值來設(shè)置加速度的幅值的權(quán)重和間距變化的權(quán)重，并且通過加速度的幅值的權(quán)重與間距變化的權(quán)重的和來確定搖擺運動的幅度。
5.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端進行搖擺運動時，控制器(26)根據(jù)便攜式終端的搖擺運動確定水平加速度的幅值，如果水平加速度的幅值等于或大于預(yù)定值則確定當便攜式終端被握在行人手中時進行搖擺運動，并且如果水平加速度小于所述預(yù)定值，則確定便攜式終端在被攜帶在行人的褲子口袋中時進行搖擺運動。
6.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端進行搖擺運動時，控制器(26)根據(jù)便攜式終端的搖擺運動確定間距變化，如果間距變化等于或大于預(yù)定值，則確定當便攜式終端在被握在行人手中的同時進行搖擺運動，并且如果間距變化小于所述預(yù)定值，則確定當便攜式終端被攜帶在行人的褲子口袋中的同時進行搖擺運動。
7.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端進行搖擺運動時，控制器(26)分別根據(jù)便攜式終端的搖擺運動來設(shè)置水平加速度的幅值的權(quán)重和間距變化的權(quán)重，如果水平加速度的幅值的權(quán)重與間距變化的權(quán)重之和等于或大于預(yù)定值，則確定當便攜式終端被握在行人手中時進行搖擺運動，并且如果水平加速度的幅值的權(quán)重與間距變化的權(quán)重之和小于所述預(yù)定值，則確定當便攜式終端被攜帶在行人的褲子口袋中時進行搖擺運動。
8.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端沒有進行搖擺運動時，控制器(26)確定便攜式終端的角速度的幅值，如果角速度的幅值等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端被攜帶在行人的腰部上，并且，如果角速度的幅值小于所述預(yù)定值，則確定便攜式終端被握在行人的沒有搖擺的手中。
9.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端沒有進行搖擺運動時，控制器(26)確定便攜式終端的偏航率的幅值的改變，如果偏航率的幅值的變化等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端被攜帶在行人的腰部上，并且，如果偏航率的幅值的變化小于所述預(yù)定值，則確定便攜式終端被握在行人的沒有搖擺的手中。
10.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端沒有進行搖擺運動時，控制器(26)確定便攜式終端的偏航的改變，如果偏航的改變等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端被攜帶在行人的腰部，并且，如果偏航的改變小于所述預(yù)定值，則確定便攜式終端被握在行人的沒有搖擺的手中。
11.如權(quán)利要求3所述的便攜式終端，其中， 當控制器(26)確定便攜式終端沒有進行搖擺運動時，控制器(26)分別設(shè)置便攜式終端的角速度的幅值的權(quán)重、偏航率的幅值的變化的權(quán)重和偏航的變化的權(quán)重，如果便攜式終端的角速度的幅值的權(quán)重、偏航率的幅值的變化的權(quán)重與偏航的變化的權(quán)重之和等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端被攜帶在行人的腰部，并且，如果便攜式終端的角速度的幅值的權(quán)重、偏航率的幅值的變化的權(quán)重與偏航的變化的權(quán)重之和小于所述預(yù)定值，則確定便攜式終端被握在行人的沒有搖擺的手中。
12.—種步長估計方法，包括以下步驟 在攜帶便攜式終端的行人行走時，通過使用嵌入到便攜式終端中的加速度計來檢測由便攜式終端的運動引起的加速度(S51)； 在攜帶便攜式終端的行人行走時，通過使用嵌入到便攜式終端中的陀螺儀來檢測由便攜式終端的運動引起的角速度(S52)； 通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度(S53)； 如果搖擺運動的幅度等于或大于預(yù)定值，則確定(S54)便攜式終端進行搖擺運動； 通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一種來確定便攜式終端的攜帶位置(S55);并且 根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來不同地估計行人的步長(S56)。
13.如權(quán)利要求12中所述的步長估計方法，其中， 使用加速度的幅值和間距變化、或加速度的幅值、或間距變化來確定搖擺運動的幅度(S62)， 其中，當使用加速度的幅值和間距變化來確定搖擺運動的幅度(S62)時，分別根據(jù)針對加速度的幅值和間距變化預(yù)先設(shè)置的值來設(shè)置加速度的幅值的權(quán)重和間距變化的權(quán)重(S62)，并且通過加速度的幅值的權(quán)重與間距變化的權(quán)重的和來確定搖擺運動的幅度。
14.如權(quán)利要求12中所述的步長估計方法，當確定便攜式終端進行搖擺運動(S62)時，還包括步驟 根據(jù)便攜式終端的搖擺運動確定水平加速度的幅值(S63)； 將水平加速度的幅值與預(yù)定值進行比較(S63)； 如果水平加速度的幅值等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端在被握在行人的手中時進行搖擺運動(S63-1);并且如果水平加速度的幅值小于預(yù)定值，則確定便攜式終端在被攜帶在行人的褲子口袋中時進行搖擺運動(S63-2)。
15.如權(quán)利要求12中所述的步長估計方法，當確定便攜式終端進行搖擺運動(S62)時，還包括步驟 根據(jù)便攜式終端的搖擺運動確定間距變化(S63)； 將間距變化與預(yù)定值進行比較(S63)； 如果間距變化等于或大于預(yù)定值，則確定便攜式終端在被握在行人手中時進行搖擺運動(S63-1);并且 如果間距變化小于預(yù)定值，則確定便攜式終端在被攜帶在行人的褲子口袋中時進行搖擺運動(S63-2)。
全文摘要
一種估計行人的步長的便攜式終端的方法和設(shè)備。在攜帶該便攜式終端的行人行走時，加速度計檢測由便攜式終端的運動導致的加速度。陀螺儀檢測在行人行走時由便攜式終端的運動導致的角速度?？刂破魍ㄟ^使用檢測到的加速度和角速度中的至少一個來確定便攜式終端的搖擺運動的幅度，當搖擺運動的幅度等于或大于預(yù)定值時確定便攜式終端進行搖擺運動，通過使用檢測到的加速度和角速度中的至少一個來確定便攜式終端在行人的身體中的攜帶位置，以及根據(jù)確定的便攜式終端的攜帶位置來估計行人的步長。
文檔編號H04B1/40GK103053119SQ201180034069
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者李在勉, 樸贊國, 洪炫秀, 辛承赫, 李珉洙, 樸善寧 申請人:三星電子株式會社, 首爾大學校產(chǎn)學協(xié)力團