摘要
针对步态检测的可靠性和准确性成为制约个人徒步导航定位系统高精度定位的主要因素,提出一种基于K均值聚类参数调整的自适应步态检测算法。首先研究行走过程的足部运动规律,并分析惯性测量单元输出加速度和角速率的数据特征,提出采用比力幅值滑动方差作为检测依据的步伐检测方案;分析滑动方差窗口参数、初始检测阈值参数和误检修正时间参数对于检测结果的影响并指出三者的关系,确定窗口参数、初始阈值选择的一般准则以及利用K均值聚类自适应确定时间参数以纠正初始检测结果中误检步态的可行性。利用实验室现有MEMS传感器开展了5组不同状态下的徒步实验,实验结果验证了步态检测算法的可行性和有效性。
According to that the highly positioning precision of pedestrian navigation system depend heavily on the re-liability and accuracy of gait detection,an adaptive gait detection method was proposed,which adjust parameter basedon K-means clustering. Foot motion during walking phases was studied firstly,and analyzed the data characteristics ofinertial measurement output acceleration and angular velocity,then proposed gait detection scheme which using theamplify of specific force as its detection basis. The three key parameters,the window size of sliding variance,the ini-tial detection threshold and the time parameter in false correction and their relationship were also analyzed respective-ly,and find out the basic selection rules of the widow parameter and the initial threshold,while the time parameter canbe adaptively selected using K-means clustering in order to correct the false detected gait in initial detection result.Five groups walking experiments under different conditions was carried out using laboratory existing MEMS sensors,the experimental results verified the feasibility and effectiveness of the proposed gait detection algorithm.
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期1389-1394,共6页
Chinese Journal of Sensors and Actuators
基金
国家自然科学基金项目(41304032)
高等学校博士学科点专项科研基金项目(新教师类)(20132121120005)
第8批中国博士后科学基金特别项目(2015T80265)
第58批中国博士后科学基金面上项目(2015M581360)
辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划项目(LJQ2015044)
辽宁省"百千万人才工程"培养经费项目(辽百千万立项[2015]76号)
辽宁省自然科学基金项目(2015020078)
江西省数字国土重点实验室开放研究基金项目(DLLJ201501)
精密工程与工业测量国家测绘地理信息局重点实验室开放基金项目(PF2015-13)
地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放基金项目(14-01-05)
对地观测技术国家测绘地理信息局重点实验室开放基金项目(K201401)
海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室项目(2014B05)
关键词
人员定位系统
步态检测
滑动方差
K均值聚类
自适应
pedestrian navigation system
gait detection
moving variance
K-means clustering
adaptability