第4章行人步频探测和步长估计 第4章行人步频探测和步长估计 在行人航迹推算PDR算法中,步行速度和距离的确定,不再使用惯性导航 对加速度积分的方法,而是利用步态信号的周期性和信号统计特征与行走速度相 关的规律,采用步频探测和步长估计的方法。本章将回顾目前存在的步行速度和 距离估计算法,介绍基于多传感器平台MSP加速度计的步频探测算法和步长模 型,详细说明引入肌电信号EMG进行步频探测和步长估计的方法,并通过大量 的实验论证各种算法和模型的有效性。 4.1 传统步频探测算法和步长估计模型 如第二章介绍,在个人导航中,当GPS接收机无法正常工作时,使用自包 含传感器来辅助导航定位任务。传统惯性积分机制因为低成本加速度计的误差太 大而不可用,必须考虑其它替代方法。于是有学者根据行人步态的运动生理学特 性,提出了通过步频探测和步长估计间接地确定步行速度和距离的方法,从而避 免了积分机制对初始对准过程的苛刻要求和误差随时间累积的弊端。 然而,尽管加速度信号波形随着个人行走呈现出周期性的特征,加速度计放 置在人身上不同部位其波形和周期明显不同,如上半身的加速度波形没有stance 阶段,下半身的加速度信号具有双峰等。首先明确复步和单步的定义。复步 (Stride),又叫跨步,其步长指从一只脚脚后跟着地到相同脚再次着地的距离。 单步(Step),其步长指一只脚着地到另一只脚着地之间的距离。1个复步等同于 1个完整步态(Gait Cycle),等于2个单步(Chai,2004)。当加速度计放置在人 上半身时,其测量的信号表现出与单步对应的波形,而放置在下半身时,其测量 的信号波形随该条腿对应复步变化,可参考图2.7。 由于加速度计测量的信号包含地球重力分量,受到仪器测量噪声和行走时身 体抖动的影响,开始步频探测前,一个必要步骤为信号预处理,剔除重力分量, 消除噪声,使加速度波形特征变得更清晰,如一个跨步对应信号经过降噪后从多 峰变为单峰。常用的预处理方法有:多点平滑(Fang et al,2005),低通滤波(Jee et al,1999:Mezentsev,2005b),差分处理(Weimann et al,2007),小波去噪 (Ladetto,2000)等。 针对人身体不同部位加速度波形不同的特点,目前存在大量步频探测方法, 但是部分步频探测算法应用于具体某一类波形。目前常用的步频探测算法有: 峰值探测法(Peak Detection):针对人体行走时上半身加速度信号每步呈现 39
2023-03-10 11:16:13 5.29MB 传感器辅助 室内定位 PDR算法
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No More Strided Convolutions or Pooling:A New CNN Building Block for Low-Resolution Images and Small Objects 无卷积步长或池化:用于低分辨率图像和小物体的新 CNN 模块SPD-Conv 提出了一个名为SPD-Conv的新的CNN构建块,它完全消除了步长和池化操作,取而代之的是一个空间到深度卷积和一个无步长卷积。
2023-03-08 09:47:30 1.91MB paper
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利用最速梯度下降法求解: 函数接口:[xstar,fxstar,iter] = SteepDescent(f_name,x0,eps) 其中xstar为最优解,fxstar为最优函数值,iter为迭代次数。 f_name为目标函数文件,可以用feval调用计算函数值及梯度; x0为初始值,可取[1,1]‘,eps=1e-3,利用0.618法搜索步长。 如:[xstar,fxstar,iter] = SteepDescent(@Myexam1,[1,1]',1e-3) function [f,g]=Myexam1(x) %%%%调用[f,g] = feval(f_name,xk); f=x(1)^2+2*x(2)^2; g=[2*x(1);4*x(2)]; end 可直接运行!!
2023-02-21 21:04:05 2KB 运筹学 matlab
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压缩感知可实现信号编解码,特征提取,研究意义广泛,影响深远,在领域内均具有应用。原文对应代码,欢迎使用,广泛交流,谢谢!
2023-02-21 10:15:49 6KB 源码
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基于自适应变步长因子的MPPT模糊控制,贝太周,王萍,光伏电池的V-P特性具有强烈的非线性特性,最大功率点两侧的特性曲线坡度呈现出两异性,应用传统的定步长因子模糊控制进行最大功率
2022-12-13 21:39:25 394KB 首发论文
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基于simulink的变步长MPPT光伏PV阵列发电系统仿真+含代码操作演示视频 运行注意事项:使用matlab2021a或者更高版本测试,运行里面的Runme.m文件,不要直接运行子函数文件。运行时注意matlab左侧的当前文件夹窗口必须是当前工程所在路径。具体可观看提供的操作录像视频跟着操作。
2022-11-30 18:31:30 1.06MB 源码软件 变步长MPPT 光伏PV阵列
介绍了一种基于DSP的大功率超声电源的原理、总体结构和软硬件设计及其特点。该电源由高频逆变电路和以高性能DSP芯片TMS320F2812为核心的控制系统组成。高频逆变电路实现了频率和功率均可调的超声频交流电的输出。控制系统完成了电参数的实时采集,并执行频率自动跟踪和振幅恒定的控制任务。软件上,分别使用了可变步长策略和PID算法,以满足上述两个闭环控制的需要。实验表明,该电源能够很好地驱动超声振动负载,并具有频率跟踪范围宽和负载适应能力强的特点。   近些年,随着机械振动、电力电子技术的飞速发展,功率超声的应用愈来愈广泛,对功率超声电源的研制也提出了越来越高的要求。在超声加工过程中, 振动系统的温度、刚度、静载荷、加工面积、工具磨损等因素的变化,使得系统的固有频率发生漂移,这就要求超声电源具有频率自动跟踪功能,同时为保证加工质量和保护超声系统,要求电源具有根据负载调整输出功率的功能。本文中提出了一种新型超声电源的研制方案,系统采用DSP 软件变步长频率自动跟踪,加快了跟踪速度,且搜索范围较大、搜索精度高;自动进行输出振幅和功率控制,实现了恒振幅和单位负载恒功率输出,从而提高了加工质量和效率。
2022-11-13 12:05:42 264KB 模拟/电源
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自适应信号处理中,有关LMS算法仿真收敛特性及误差曲线,步长对LMS算法的影响
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反正切函数的变步长算法,能实现反正切函数的变步长的仿真!
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描述几种常见的变步长算法,步长因子与误差之间关系的曲线。
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