厉害了！计步器是如何记下你的步数的

正文

请到「今天看啥」查看全文

机械式计步器主要通过感应手臂或腰部的抖动来计步。机械式计步器通常设有一个运动门限，当运动的加速度大于这个门限则能够被内部的机械装置感应到，进而开始计步。由于运动门限不可调，机械式计步器在某些情况下无法计步，如走路较慢时手臂甩动幅度较小，不会产生计步。另外，非走路状态下运动幅度大也会产生计步，如抬手挠头等动作会产生误计。

电子计步器通常内置一个加速度传感器(Accelerometer)和一个运算单元（MCU），通过加速度传感器感应用户的加速度变化，然后通过MCU来估算行走的步数。电子式计步器通常采用三轴加速度传感器，可以感应用户在三维方向上的运动，且内置较为复杂的计步算法。

相对于机械式计步器，电子计步器计步精度更高，抗干扰能力更强。目前智能手机和某些非智能手机都内置了加速度传感器，只需要增加相应的软件即可实现计步，无需增加硬件成本。智能手表，智能手环类产品也都内置加速度传感器和计步算法，方便用户监控自己的运动量。

以放置在手腕处的加速度传感器为例。用户在水平步行运动中，手腕处的加速度会收到重力加速度和甩手加速度的双重影响。如下图所示，红色箭头表示重力加速度，绿色箭头表示甩手加速度。

在步行过程中，重力加速度始终垂直与大地，甩手动作带来的加速度呈周期性变化。 反映到图表中，可以看到，在步行运动中，垂直和前进产生的加速度与时间大致为一个周期性信号。

通过对轨迹的峰值进行检测计算和加速度阀值决策，即可实时计算用户运动的步数，还可依此进一步估算用户步行距离。

计步器的计步算法

---

计步算法可以分为四大类，一是峰值检测算法，二是变换域算法，三是滤波算法，四是模式识别算法。根据所设计的计步器在人体上布放的位置不同，如腕部、腰部、鞋底等，可以选择不同的计步算法。

峰值检测类算法原理简单，易于实现，应用较为广泛。这里简单介绍峰值检测类算法。用户在运动中，可能把设备放置于口袋或者包中，亦或拿在手中。所以设备的放置方向不确定。那么首先，我们通过计算三个加速度的矢量长度，可以获得一条步行运动的正弦曲线轨迹。

第二步就是峰值检测，我们记录了上次矢量长度和运动方向，通过矢量长度的变化，可以判断当前加速度的方向，并和上一次保存的加速度方向进行比较。如果是相反的，即是刚过峰值状态，则进入计步逻辑进行计步，否则就舍弃这段。通过对峰值次数的累加，那我们就可得计算得到用户步行的步数。

请到「今天看啥」查看全文