本發(fā)明屬于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法。

背景技術(shù)：

三軸加速度傳感器，是一個(gè)基于加速度的基本原理去實(shí)現(xiàn)空間加速度傳感的工具。目前的三軸加速度傳感器大多采用壓阻式、壓電式和電容式工作原理，產(chǎn)生的加速度正比于電阻、電壓和電容的變化，通過(guò)相應(yīng)的放大和濾波電路進(jìn)行采集。

工間操是一種不受場(chǎng)地限制的微運(yùn)動(dòng)。由于其緩解疲勞、調(diào)節(jié)情緒和鍛煉身體的優(yōu)點(diǎn)而日益受到人們的重視，工間操可以即時(shí)卸載身體的負(fù)荷，保持健康的體魄，高效的工作。傳統(tǒng)的做法是，辦公室人員模仿圖片或視頻里的工間操活動(dòng)，但是無(wú)法知道姿勢(shì)是否標(biāo)準(zhǔn)，如果姿勢(shì)不標(biāo)準(zhǔn)，則達(dá)不到良好的運(yùn)動(dòng)效果。基于穿戴于人體肢體的智能設(shè)備或智能手機(jī)中的三軸加速度傳感器可以利用三軸加速度傳感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工間操中對(duì)應(yīng)的人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)一步判定工間操的姿勢(shì)是否標(biāo)準(zhǔn)。

人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)的加速度信號(hào)主要為低頻信號(hào)，要求加速度傳感器有較高的靈敏度。但是加速度信號(hào)在激勵(lì)、檢測(cè)和傳輸過(guò)程中會(huì)不同程度地受到環(huán)境高頻噪聲的污染，同時(shí)肢體的抖動(dòng)也會(huì)引入高頻噪聲，因此需要對(duì)人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，其目的在于在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中利用三軸加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，根據(jù)訓(xùn)練模板的閑置軸向來(lái)開(kāi)關(guān)相應(yīng)軸向的濾波功能，并利用各緩沖器和濾波器對(duì)各軸向數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中在較低系統(tǒng)資源消耗的情況下對(duì)低頻運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的高頻噪聲的有效濾除，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效濾除運(yùn)動(dòng)信號(hào)噪聲以及系統(tǒng)資源消耗較高的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，包括：

(1)當(dāng)接收到開(kāi)始三軸加速度數(shù)據(jù)濾波指令時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟(2)清空各類(lèi)型數(shù)據(jù)緩沖器；

(2)清空x軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器、y軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器和z軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器，并清空x軸數(shù)據(jù)緩存器、y軸數(shù)據(jù)緩存器和z軸數(shù)據(jù)緩存器；

(3)獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向并分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令；

(4)所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器分別根據(jù)各自收到的數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令開(kāi)啟或關(guān)閉自身的濾波功能；

(5)通過(guò)加速度傳感數(shù)據(jù)采集器獲取三軸加速度傳感器的加速度采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)；

(6)判斷三軸加速度數(shù)據(jù)濾波是否被外部事件中斷，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(7)；

(7)將采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的x軸、y軸和z軸的加速度分量分別分發(fā)給所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器；

(8)分別判斷所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器的濾波功能是否開(kāi)啟，如果開(kāi)啟則由相應(yīng)軸向均值濾波器對(duì)相應(yīng)的軸向加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的相應(yīng)軸向加速度分量數(shù)值存入相應(yīng)軸向數(shù)據(jù)緩存器；如果關(guān)閉則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)軸向原始加速度分量直接存入相應(yīng)軸向數(shù)據(jù)緩存器；

(9)判斷是否接收到停止三軸加速度數(shù)據(jù)濾波指令，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(5)繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳感數(shù)據(jù)采集。

(10)所述加速度傳感數(shù)據(jù)采集器停止數(shù)據(jù)采集，或注銷(xiāo)所述三軸加速度傳感器，停止三軸加速度數(shù)據(jù)濾波。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(8)具體為：

如果所述x軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述x軸均值濾波器對(duì)x軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的x軸加速度分量數(shù)值存入x軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的x軸原始加速度分量直接存入x軸數(shù)據(jù)緩存器；如果所述y軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述y軸均值濾波器對(duì)y軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的y軸加速度分量數(shù)值存入y軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的y軸原始加速度分量直接存入y軸數(shù)據(jù)緩存器；如果所述z軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述z軸均值濾波器對(duì)z軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的z軸加速度分量數(shù)值存入z軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的z軸原始加速度分量直接存入z軸數(shù)據(jù)緩存器。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述相應(yīng)軸向均值濾波器對(duì)相應(yīng)的軸向加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，具體為：

由所述相應(yīng)軸向均值濾波器根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)軸向加速度分量更新相應(yīng)軸向鄰域環(huán)形緩沖器；

所述相應(yīng)軸向均值濾波器從相應(yīng)軸向鄰域環(huán)形緩沖器中獲取更新后的相應(yīng)軸向鄰域數(shù)據(jù)集；

由所述相應(yīng)軸向均值濾波器對(duì)所述相應(yīng)軸向鄰域數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計(jì)算求取平均值，將求取的平均值作為均值濾波處理后的相應(yīng)軸向加速度分量數(shù)值。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，

所述步驟(2)中還包括：將歷史訓(xùn)練模板閑置軸向設(shè)為空；

所述步驟(3)具體為：當(dāng)歷史訓(xùn)練模板閑置軸向?yàn)榭諘r(shí)，獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向并分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令，保存當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向作為歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，并轉(zhuǎn)步驟(4)；

當(dāng)歷史訓(xùn)練模板閑置軸向不為空時(shí)，獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向，將當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向與歷史訓(xùn)練模板閑置軸向?qū)Ρ?，如果相同則轉(zhuǎn)步驟(5)，如果不同則根據(jù)當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令，保存當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向作為歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，并轉(zhuǎn)步驟(4)；

所述步驟(9)為：判斷是否接收到停止運(yùn)動(dòng)檢測(cè)指令，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(3)繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳感數(shù)據(jù)采集。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述均值計(jì)算為算術(shù)平均，或者幾何平均，或者調(diào)和平均，或者加權(quán)平均，或者平方平均，或者指數(shù)平均，或者中位數(shù)平均。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟(5)之前還包括：判斷所述三軸加速度傳感器是否開(kāi)啟，如果否則開(kāi)啟所述三軸加速度傳感器。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述x軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器、y軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器和z軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度根據(jù)所述加速度傳感數(shù)據(jù)采集器的當(dāng)前采樣頻率與噪聲特性確定。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟(6)中判斷是否被外部事件中斷，具體為：當(dāng)接收到來(lái)電請(qǐng)求、視頻或話(huà)音通話(huà)請(qǐng)求、視頻或語(yǔ)音或文本消息或者智能手持設(shè)備的任何用戶(hù)界面操作行為中的一個(gè)或多個(gè)，或者切換到其他應(yīng)用程序界面，則確定三軸加速度數(shù)據(jù)濾波被外部事件中斷。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述x軸數(shù)據(jù)緩存器、y軸數(shù)據(jù)緩存器和z軸數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度根據(jù)三軸加速度傳感器的采樣頻率與智能手持設(shè)備的剩余運(yùn)行內(nèi)存容量確定。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述x軸數(shù)據(jù)緩存器、y軸數(shù)據(jù)緩存器和z軸數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度大于200。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，通過(guò)在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中利用三軸加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，根據(jù)訓(xùn)練模板的閑置軸向來(lái)開(kāi)關(guān)相應(yīng)軸向的濾波功能，并利用各緩沖器和濾波器對(duì)各軸向數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中在較低系統(tǒng)資源消耗的情況下對(duì)低頻運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的高頻噪聲的有效濾除；

(2)本發(fā)明提供的用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，利用鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器緩存三軸加速度原始數(shù)據(jù)用于后續(xù)的均值計(jì)算，從而不需要在均值計(jì)算過(guò)程中發(fā)生內(nèi)存數(shù)據(jù)的拷貝，并且利用求平均值來(lái)平滑信號(hào)中的高頻噪聲可以獲得極小的運(yùn)算部件的占用，濾波方法的速度較高，系統(tǒng)資源消耗較小；

(3)本發(fā)明提供的用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，通過(guò)獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向，可以對(duì)閑置軸向(例如水平或垂直方向)的肢體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)不作濾波運(yùn)算，大幅度降低了本發(fā)明方法的運(yùn)算負(fù)載，從而在水平和垂直方向的肢體運(yùn)動(dòng)加速度數(shù)據(jù)的濾波中具有更小的運(yùn)算部件占用；

(4)本發(fā)明提供的用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，在工間操運(yùn)動(dòng)檢測(cè)被其他智能手機(jī)應(yīng)用中斷時(shí)可以通過(guò)及時(shí)停止或注銷(xiāo)三軸加速度傳感器設(shè)備資源來(lái)停止三軸加速度傳感器的采集或?yàn)V波操作降低對(duì)智能手機(jī)的計(jì)算資源占用，從而可以隨時(shí)釋放計(jì)算資源保證操作系統(tǒng)或其他應(yīng)用程序?qū)τ?jì)算資源的需求，保證用戶(hù)的良好體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中各軸向?yàn)V波方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

由于人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)的加速度信號(hào)主要為低頻信號(hào)，要求加速度傳感器有較高的靈敏度。但是加速度信號(hào)在激勵(lì)、檢測(cè)和傳輸過(guò)程中會(huì)不同程度地受到環(huán)境高頻噪聲的污染，同時(shí)肢體的抖動(dòng)也會(huì)引入高頻噪聲，因此需要對(duì)人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，包括：

(1)當(dāng)接收到開(kāi)始三軸加速度數(shù)據(jù)濾波指令時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟(2)清空各類(lèi)型數(shù)據(jù)緩沖器；

本發(fā)明方法為了對(duì)三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，需要對(duì)三軸加速度傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，對(duì)計(jì)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以及對(duì)濾波結(jié)果進(jìn)行緩存。因此本發(fā)明方法中，設(shè)計(jì)了各個(gè)軸向的鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器，用于存儲(chǔ)相應(yīng)軸向的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的x軸、y軸和z軸的加速度分量，環(huán)形緩沖器是為了當(dāng)前數(shù)據(jù)和多個(gè)歷史數(shù)據(jù)以進(jìn)行均值計(jì)算實(shí)現(xiàn)濾波；并且設(shè)計(jì)了各個(gè)軸向的數(shù)據(jù)緩存器，用于存儲(chǔ)相應(yīng)軸向的數(shù)據(jù)結(jié)果；

當(dāng)開(kāi)始進(jìn)行新的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，或者從暫停狀態(tài)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，從此可通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用程序下達(dá)一個(gè)開(kāi)始三軸加速度數(shù)據(jù)濾波的指令，即表明需要開(kāi)始采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行均值濾波，此時(shí)轉(zhuǎn)入步驟(2)；

(2)清空x軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器、y軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器和z軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器，并清空x軸數(shù)據(jù)緩存器、y軸數(shù)據(jù)緩存器和z軸數(shù)據(jù)緩存器；

由于各緩沖器中可能還存在著歷史數(shù)據(jù)，所以在濾波開(kāi)始前需要清空各緩沖器中的歷史數(shù)據(jù)；

(3)獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向并分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令；

另外由于人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)的加速度信號(hào)主要由移動(dòng)手持終端的硬件完成處理，所以需要以較低的系統(tǒng)資源占用來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)中存在許多水平和垂直方向的規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)類(lèi)型中的運(yùn)動(dòng)平面的垂直方向加速度傳感數(shù)據(jù)具有很小的波動(dòng)性。在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，只需要使用這一方向加速度數(shù)據(jù)的波動(dòng)性衡量結(jié)果即可判定運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)程度，所以不需要對(duì)這一方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。

所以在濾波過(guò)程中，可以關(guān)閉閑置軸向的濾波功能；閑置軸向是指在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中波動(dòng)輻動(dòng)較小的軸向；在工間操的姿勢(shì)檢測(cè)中是通過(guò)將采集的實(shí)際運(yùn)動(dòng)姿態(tài)將預(yù)先存儲(chǔ)的訓(xùn)練模板相比對(duì)，判斷運(yùn)動(dòng)姿態(tài)是否標(biāo)準(zhǔn)。在此，可以在訓(xùn)練模板中保存每個(gè)階段(階段可大可小，例如可以通過(guò)姿態(tài)的變化大小來(lái)設(shè)定)的閑置軸向；

例如，當(dāng)上肢水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)z軸方向的波動(dòng)基本上為零，而只需獲得xy軸方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)比對(duì)即可，此時(shí)則可不對(duì)z軸的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理而僅對(duì)xy軸的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；則在該動(dòng)作的訓(xùn)練模板中可設(shè)置z軸為閑置軸向；

具體的實(shí)現(xiàn)方式可以為，在訓(xùn)練模塊中包含一個(gè)三維矢量[x，y，z]，用該三維矢量表示相應(yīng)軸向是否閑置，例如用1表示非閑置用0表示閑置，反之也可以，當(dāng)然還可能用其他數(shù)字或符號(hào)表示閑置或非閑置；例如矢量[1，0，1]表示y軸閑置；

濾波控制器從所述運(yùn)動(dòng)模板數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向，并根據(jù)所述閑置軸分別向所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令；例如閑置軸向的矢量為[1，0，1]，則向y軸均值濾波器發(fā)送數(shù)據(jù)濾波關(guān)閉的控制指令，以關(guān)閉y軸均值濾波器的濾波功能；

(4)所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器分別根據(jù)各自收到的數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令開(kāi)啟或關(guān)閉自身的濾波功能；

(5)通過(guò)加速度傳感數(shù)據(jù)采集器獲取三軸加速度傳感器的加速度采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)；

如果所述三軸加速度傳感器已開(kāi)啟，則直接采集數(shù)據(jù)；如果所述三軸加速度傳感器未開(kāi)啟，則開(kāi)啟所述三軸加速度傳感器。

(6)判斷三軸加速度數(shù)據(jù)濾波是否被外部事件中斷，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(7)；

利用智能手機(jī)處理加速度傳感數(shù)據(jù)情形下，工間操運(yùn)動(dòng)檢測(cè)可能被電話(huà)、短信以及其他的智能手機(jī)業(yè)務(wù)打斷。這時(shí)為了保證這些業(yè)務(wù)應(yīng)用擁有足夠的手機(jī)資源使用以良好持續(xù)，需要立即釋放或降低濾波預(yù)處理活動(dòng)所占用的系統(tǒng)資源。

所以需要在濾波過(guò)程中判斷是否被外部事件中斷，例如當(dāng)接收到來(lái)電請(qǐng)求、視頻或話(huà)音通話(huà)請(qǐng)求、視頻或語(yǔ)音或文本消息或者智能手持設(shè)備的任何用戶(hù)界面操作行為中的一個(gè)或多個(gè)，或者切換到其他應(yīng)用程序界面，都可認(rèn)為是三軸加速度數(shù)據(jù)濾波被外部事件中斷。

(7)將采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的x軸、y軸和z軸的加速度分量分別分發(fā)給所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器；

(8)分別判斷所述x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器的濾波功能是否開(kāi)啟，如果開(kāi)啟則由相應(yīng)軸向均值濾波器對(duì)相應(yīng)的軸向加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的相應(yīng)軸向加速度分量數(shù)值存入相應(yīng)軸向數(shù)據(jù)緩存器；如果關(guān)閉則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)軸向原始加速度分量直接存入相應(yīng)軸向數(shù)據(jù)緩存器；

具體地，如果所述x軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述x軸均值濾波器對(duì)x軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的x軸加速度分量數(shù)值存入x軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的x軸原始加速度分量直接存入x軸數(shù)據(jù)緩存器；如果所述y軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述y軸均值濾波器對(duì)y軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的y軸加速度分量數(shù)值存入y軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的y軸原始加速度分量直接存入y軸數(shù)據(jù)緩存器；如果所述z軸均值濾波器的濾波功能開(kāi)啟，則所述z軸均值濾波器對(duì)z軸加速度分量進(jìn)行均值濾波處理，并將均值濾波處理后的z軸加速度分量數(shù)值存入z軸數(shù)據(jù)緩存器，否則直接將所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的z軸原始加速度分量直接存入z軸數(shù)據(jù)緩存器。

所述x軸數(shù)據(jù)緩存器、y軸數(shù)據(jù)緩存器和z軸數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度一般可根據(jù)三軸加速度傳感器的采樣頻率與智能手持設(shè)備的剩余運(yùn)行內(nèi)存容量確定。

各軸向數(shù)據(jù)緩存器是用來(lái)存儲(chǔ)濾波(或者存儲(chǔ)保存的原始數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)結(jié)果的，該數(shù)據(jù)結(jié)果應(yīng)用于后續(xù)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)；

如果采樣頻率較高，則數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度可設(shè)置較長(zhǎng)；如果采樣頻率較低，則數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度可設(shè)置稍短；

另外，數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度也與智能手持設(shè)備的剩余運(yùn)行內(nèi)存容量有關(guān)，如果剩余運(yùn)行內(nèi)存容量較大，則數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度可設(shè)置較長(zhǎng)；如果剩余運(yùn)行內(nèi)存容量較小，則數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度可設(shè)置較短；

一般地，為了保證數(shù)據(jù)足夠用于后續(xù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，各軸向數(shù)據(jù)緩存器的長(zhǎng)度應(yīng)大于200。例如優(yōu)選可設(shè)置為500。

進(jìn)一步地，對(duì)于各軸向的濾波操作，可以通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

(8.1)由所述相應(yīng)軸向均值濾波器根據(jù)所述采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的相應(yīng)軸向加速度分量更新相應(yīng)軸向鄰域環(huán)形緩沖器；

其中所述環(huán)形緩沖器也稱(chēng)作圓形隊(duì)列(circularqueue)，循環(huán)緩沖區(qū)(cyclicbuffer)，環(huán)形緩沖區(qū)(ringbuffer)，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于表示一個(gè)固定尺寸、頭尾相連的緩沖區(qū)，適合緩存數(shù)據(jù)流。更新數(shù)據(jù)的方式是用新的數(shù)據(jù)覆蓋最老的數(shù)據(jù)。由于在環(huán)形緩沖器只需要進(jìn)行指針操作，而不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的內(nèi)存拷貝，所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度較快，對(duì)于系統(tǒng)資源的消耗較?。?/p>

所述x軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器、y軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器和z軸鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度可以根據(jù)所述加速度傳感數(shù)據(jù)采集器的當(dāng)前采樣頻率與噪聲特性確定。一般地可設(shè)置鄰域數(shù)據(jù)環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度為當(dāng)前采樣頻率的3％至9％。例如，可以將長(zhǎng)度設(shè)置為當(dāng)前采樣頻率的7％，即當(dāng)采樣頻率為100hz時(shí)，環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度設(shè)置為7。

另外，如果噪聲頻率較高，則環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度應(yīng)稍長(zhǎng)些；而噪聲頻率較低，則環(huán)形緩沖器的長(zhǎng)度則可稍短些；

(8.2)所述相應(yīng)軸向均值濾波器從相應(yīng)軸向鄰域環(huán)形緩沖器中獲取更新后的相應(yīng)軸向鄰域數(shù)據(jù)集；

(8.3)由所述相應(yīng)軸向均值濾波器對(duì)所述相應(yīng)軸向鄰域數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計(jì)算求取平均值，將求取的平均值作為均值濾波處理后的相應(yīng)軸向加速度分量數(shù)值；

具體地，上述均值計(jì)算可以為算術(shù)平均，或者幾何平均，或者調(diào)和平均，或者加權(quán)平均，或者平方平均，或者指數(shù)平均，或者中位數(shù)平均，下面對(duì)各種均值計(jì)算做一一說(shuō)明：

算術(shù)平均：算術(shù)平均數(shù)是指在一組數(shù)據(jù)中所有數(shù)據(jù)之和再除以數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。它是反映數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的一項(xiàng)指標(biāo)。把n個(gè)數(shù)的總和除以n，所得的商叫做這n個(gè)數(shù)的算術(shù)平均數(shù)。

公式：

幾何平均：n個(gè)觀察值連乘積的n次方根就是幾何平均數(shù)。

公式：

調(diào)和平均：調(diào)和平均數(shù)是指數(shù)值倒數(shù)的平均數(shù)的倒數(shù)，它是加權(quán)算術(shù)平均數(shù)的變形，附屬于算術(shù)平均數(shù)，不能單獨(dú)成立體系。且計(jì)算結(jié)果與加權(quán)算術(shù)平均數(shù)完全相等。主要是用來(lái)解決在無(wú)法掌握總體單位數(shù)(頻數(shù))的情況下，只有每組的變量值和相應(yīng)的標(biāo)志總量，而需要求得平均數(shù)的情況下使用的一種數(shù)據(jù)方法。

公式：

加權(quán)平均：加權(quán)平均數(shù)是不同比重?cái)?shù)據(jù)的平均數(shù)，加權(quán)平均數(shù)就是把原始數(shù)據(jù)按照合理的比例來(lái)計(jì)算，若n個(gè)數(shù)中，x1出現(xiàn)f1次，x2出現(xiàn)f2次，…，xk出現(xiàn)fk次，那么：

其中f1+f2+…+fk＝n，f1、f2、...、fk做權(quán)值。

平均數(shù)是加權(quán)平均數(shù)的一種特殊情況，即各項(xiàng)的權(quán)相等時(shí)，加權(quán)平均數(shù)就是算術(shù)平均數(shù)。

平方平均：平方平均數(shù)是n個(gè)數(shù)據(jù)的平方的算術(shù)平均數(shù)的算術(shù)平方根。

公式：

指數(shù)平均：指數(shù)平均數(shù)的構(gòu)造原理是對(duì)股票收盤(pán)價(jià)進(jìn)行算術(shù)平均，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行分析，用于判斷價(jià)格未來(lái)走勢(shì)得變動(dòng)趨勢(shì)。

中位數(shù)平均：中位數(shù)是刻劃平均水平的統(tǒng)計(jì)量，設(shè)x1，x2，…，xn是來(lái)自總體的樣本，將其從小到大排序?yàn)閤(1)，…，x(n)，則中位數(shù)定義為：

n為奇數(shù)時(shí)：m0.5＝x(n+1)/2)；

n為偶數(shù)時(shí)：

(9)判斷是否接收到停止三軸加速度數(shù)據(jù)濾波指令，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(5)繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳感數(shù)據(jù)采集。

當(dāng)運(yùn)動(dòng)完成，或者用戶(hù)主動(dòng)需要停止或暫停運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用程序下達(dá)一個(gè)停止三軸加速度數(shù)據(jù)濾波的指令，即表明需要停止采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行均值濾波；

(10)所述加速度傳感數(shù)據(jù)采集器停止數(shù)據(jù)采集，或注銷(xiāo)所述三軸加速度傳感器，停止三軸加速度數(shù)據(jù)濾波。

在運(yùn)動(dòng)完成后，或者暫停運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，一般應(yīng)立即釋放或降低濾波預(yù)處理活動(dòng)所占用的系統(tǒng)資源，此時(shí)可讓所述加速度傳感數(shù)據(jù)采集器停止數(shù)據(jù)采集，或注銷(xiāo)所述三軸加速度傳感器。

進(jìn)一步地，本發(fā)明另一實(shí)施例中還提供了一種用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，在該方法中如果訓(xùn)練模板的閑置軸向不變化，則保持各軸向?yàn)V波器的濾波功能的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)；如果訓(xùn)練模板的閑置軸向有變化，則需要更新各軸向?yàn)V波器的濾波功能的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。

具體地，與圖1所示方法的區(qū)別在于：

所述步驟(2)中還包括：將歷史訓(xùn)練模板閑置軸向設(shè)為空；

在本方法中，設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)變量用于存儲(chǔ)歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，即每次獲得當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向后，將其保存到該存儲(chǔ)變量中作為歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，用于下次濾波過(guò)程中的閑置軸向比對(duì)；

在本步驟中，由于該存儲(chǔ)變量中還可能包含有歷史數(shù)據(jù)，所以需要清空；

所述步驟(3)具體為：當(dāng)歷史訓(xùn)練模板閑置軸向?yàn)榭諘r(shí)，獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向并分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令，保存當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向作為歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，并轉(zhuǎn)步驟(4)；

當(dāng)歷史訓(xùn)練模板閑置軸向不為空時(shí)，獲取當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向，將當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向與歷史訓(xùn)練模板閑置軸向?qū)Ρ?，如果相同則轉(zhuǎn)步驟(5)，如果不同則根據(jù)當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向分別向x軸均值濾波器、y軸均值濾波器和z軸均值濾波器發(fā)送軸向數(shù)據(jù)濾波開(kāi)關(guān)控制指令，保存當(dāng)前訓(xùn)練模板的閑置軸向作為歷史訓(xùn)練模板閑置軸向，并轉(zhuǎn)步驟(4)；

所述步驟(9)為：判斷是否接收到停止運(yùn)動(dòng)檢測(cè)指令，如果是則轉(zhuǎn)步驟(10)，如果否則轉(zhuǎn)步驟(3)繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳感數(shù)據(jù)采集。

本發(fā)明提供的用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸加速度數(shù)據(jù)的均值濾波方法，通過(guò)在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中利用三軸加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，根據(jù)訓(xùn)練模板的閑置軸向來(lái)開(kāi)關(guān)相應(yīng)軸向的濾波功能，并利用各緩沖器和濾波器對(duì)各軸向數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中在較低系統(tǒng)資源消耗的情況下對(duì)低頻運(yùn)動(dòng)信號(hào)中的高頻噪聲的有效濾除，由此解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效濾除運(yùn)動(dòng)信號(hào)噪聲以及系統(tǒng)資源消耗較高的技術(shù)問(wèn)題。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。