現如今，很多現代人都非常注重自己的日常鍛煉，計步作為一種有效記錄監控鍛煉的監控手段，被廣泛應用在移動終端的應用中。

　　

目前，大部分的計步都是通過GPS信號來測算運動距離，再反推行走步數實現的。這種方法很是有效，但在室內或沒有GPS信號的設備上無法工作。同時，GPS精度對結果的幹擾也比較大。

　　

為避免上述問題的出現，我們可以考慮一種新的測步方法
，即：通過設備上的加速度傳感器來計算步數
，在不支持GPS的設備上也可正常工作。還可以與GPS互相配合測步，這樣可令使用場景變得多樣。

　　

　　

目前

，大部分設備都提供了可以檢測各個方向的加速度傳感器。以iOS設備為例，我們利用了其三軸加速度傳感器（x，y
，z軸代表方向如圖）的特性來分析。分別用以檢測人步行中三個方向的加速度變化。

iOS設備的三軸加速度傳感器示意圖

　　

用yong戶hu在zai水shui平ping步bu行xing運yun動dong中zhong，垂chui直zhi和he前qian進jin兩liang個ge加jia速su度du會hui呈cheng現xian周zhou期qi性xing變bian化hua，如ru圖tu所suo示shi。在zai步bu行xing收shou腳jiao的de動dong作zuo中zhong
，由you於yu重zhong心xin向xiang上shang單dan隻zhi腳jiao觸chu地di
，垂chui直zhi方fang向xiang加jia速su度du是shi呈cheng正zheng向xiang增zeng加jia的de趨qu勢shi，之zhi後hou繼ji續xu向xiang前qian
，重zhong心xin下xia移yi兩liang腳jiao觸chu底di
，加jia速su度du相xiang反fan。水shui平ping加jia速su度du在zai收shou腳jiao時shi減jian小xiao，在zai邁mai步bu時shi增zeng加jia。

反fan映ying到dao圖tu表biao中zhong

，可ke以yi看kan到dao
，在zai步bu行xing運yun動dong中zhong
，垂chui直zhi和he前qian進jin產chan生sheng的de加jia速su度du與yu時shi間jian大da致zhi為wei一yi個ge正zheng弦xian曲qu線xian，而er且qie在zai某mou點dian有you一yi個ge峰feng值zhi。其qi中zhong，垂chui直zhi方fang向xiang的de加jia速su度du變bian化hua最zui大da

，通tong過guo對dui軌gui跡ji的de峰feng值zhi進jin行xing檢jian測ce計ji算suan和he加jia速su度du閥fa值zhi決jue策ce
，即ji可ke實shi時shi計ji算suan用yong戶hu運yun動dong的de步bu數shu，還hai可ke依yi此ci進jin一yi步bu估gu算suan用yong戶hu步bu行xing距ju離li。

　　

因(yin)為(wei)用(yong)戶(hu)在(zai)運(yun)動(dong)中(zhong)可(ke)能(neng)用(yong)手(shou)平(ping)持(chi)設(she)備(bei)，或(huo)者(zhe)將(jiang)設(she)備(bei)置(zhi)於(yu)口(kou)袋(dai)中(zhong)。所(suo)以(yi)，設(she)備(bei)的(de)放(fang)置(zhi)方(fang)向(xiang)不(bu)定(ding)。為(wei)此(ci)，通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)三(san)個(ge)加(jia)速(su)度(du)的(de)矢(shi)量(liang)長(chang)度(du)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)一(yi)條(tiao)步(bu)行(xing)運(yun)動(dong)的(de)正(zheng)弦(xian)曲(qu)線(xian)軌(gui)跡(ji)。

　　

第di二er步bu是shi峰feng值zhi檢jian測ce

，我wo們men記ji錄lu了le上shang次ci矢shi量liang長chang度du和he運yun動dong方fang向xiang，通tong過guo矢shi量liang長chang度du的de變bian化hua，可ke以yi判pan斷duan目mu前qian加jia速su度du的de方fang向xiang，並bing和he上shang一yi次ci保bao存cun的de加jia速su度du方fang向xiang進jin行xing比bi較jiao。如ru果guo是shi相xiang反fan的de，即ji是shi剛gang過guo峰feng值zhi狀zhuang態tai，則ze進jin入ru計ji步bu邏luo輯ji進jin行xing計ji步bu，否fou則ze舍she棄qi。通tong過guo對dui峰feng值zhi的de次ci數shu累lei加jia，可ke得de到dao用yong戶hu步bu行xing的de步bu伐fa。

　　

zuihou，jiushiquganrao。shouchishebeihuiyouyixiedifuduhekuaisudechoudongzhuangtai

，huoshiwomensuchengdeshoudou
，huozhemougeezuojuyonghuxiangtongguoduanshikuaisufanfuyaodongshebeilaimonirenzoulu

，zhexieganraoshujuruguobutichu
，huiyingxiangjibudezhunquezhi，duiyuzhezhongganrao，womenkeyitongguogeijiancejiashangfazhihebupinpanduanlaiguolv。

人體最快的跑步頻率為5HZ，也就是說相鄰兩步的時間間隔的至少大於0.2秒，如圖所示，我們設置了timespan在記步過程中我們過濾了高頻噪聲
，即步頻過快的情況。同時我們通過和上次加速度大小進行比較
，設置設立一定的閥值Threshold來判斷運動是否屬於有效，有效運動才可進行記步。

　　

　　

以上是一個依靠加速度測算的計步器實現原理
，已知步行和跑步的步伐經驗值，那麼稍微改進下即可變成一個測距測速計。

　　

tongguosanzhoujiasuduchuanganqi
，womenkeyizhidaoyonghudeyundongzhuangtai。chulejibu，haikeyitongguojiasuqidebianhuaquxianpanduanyonghushuaidaozhuangtai，zuochengyigelaorenheertongshuaidaojiancezidongbaojingqi。