一种节能的智能手机计步算法的研究与应用

一种节能的智能手机计步算法的研究与应用计步器用于统计行人步数,是智能手机的一项基础功能,在健康监测、情景感知和行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)等领域具有广泛用途。由于智能手机电池的电量有限并且续航能力较差,对于在智能手机端长时间运行的计步器来说,研究节能的计步算法具有重要的理论意义和应用价值。本文围绕基于自相关系数的计步算法开展研究,根据其计步误差分析模型,提出了一种新颖的节能计步算法,具体包含以下研究内容。首先,本文介绍了自相关系数计步算法的计步误差分析模型,在此基础上引入加速度测量值方差与自相关系数相结合的方法,利用计算加速度测量值方差的低复杂度和低频率的优势,降低了计步算法的整体能耗,从而实现了一种节能的计步算法。

其次,本文利用Android平台提供的传感器调用机制和服务组件,根据不同的计步算法开发多款计步器APP,并支持在手机后台持续运行,为测试不同计步算法性能提供了便利条件。最后,本文开展了大量的实验,从计步精度和能耗两个角度评估本文提出的计步算法的性能。实验结果表明,节能计步算法的平均计步精度不仅可以与计步精度较高的自相关系数计步算法相媲美,而且还比波峰检测计步算法高出1.4%;其平均能耗与波峰检测计步算法相比降低1.7%,但相对自相关系数计步算法而言效果尤为显著,平均能耗降低31.6%。综上所述,节能计步算法不仅具有能耗低、计步精度高和自适应能力强的显著优势,还为计步器能耗研究工作打下坚实基础。