一种节能的智能手机计步算法的研究与应用

发布时间：2021-02-14 07:11

　　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... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

018年全球智能手机销量情况

2图 1.2 2017-2018 年用户手机每日持续亮屏时长占比分布Figure 1.2 Daily continuous bright screen time of users' smartphones in 2017-2018随着智能手机上的社交类、资讯类、娱乐类和购物类应用软件的用户粘性在逐渐加深户每天使用智能手机的频率也不断提升。根据Trustdata发布的数据表明[9]，2018年上半年户每日手机亮屏的时长在 2 到 4 小时这一时段所占的比重持续提升至 26.4%，具体情况 1.2 所示。随着用户每天使用智能手机时间的增长，以及智能手机操作系统的设计策略

为研究对象的理论依据。其次介绍常用的智能手机节能策略，围绕硬件、软件开描述，点明了本文从软件角度降低计步器能耗的目的。最后介绍实验采用的量工具，充分说明了实验部分采集的计步器能耗测量结果真实有效。2.1 经典计步算法科研人员将计步算法相关研究主要分为三个领域：时域、频域和特征聚类[24]，这三个领域中介绍各自领域比较经典的计步算法。 时域计步算法上的计步算法与其它两个领域上的计步算法相比较为简单，它通过收集离散时速度数据并计算步行周期上的加速度信号特征（即阈值），判断是否计步。时步算法有：自相关系数计步算法[20]、波峰检测计步算法[25]和零速检测计步算法[

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速度量测幅值零速检测的计步算法研究[J]. 陈国良,杨洲.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(06)
[2]基于用户行为的智能手机能耗优化方法[J]. 朱正伟,刘晨,黄晓竹,刁小敏.  计算机工程. 2018(05)
[3]计步器APP健身软件对大学生健身的利弊分析[J]. 普春旺,白银龙,杨晨飞.  文体用品与科技. 2017(08)
[4]每天坚持步行的12大好处[J]. 冷中华.  健康向导. 2016(06)
[5]Android应用能耗漏洞分析技术综述[J]. 杨红丽,姜皓,秦胜潮,张健,严俊.  计算机应用与软件. 2016(09)
[6]行人惯性导航零速检测算法[J]. 费程羽,苏中,李擎.  传感器与微系统. 2016(03)
[7]低功耗手机计步算法[J]. 宋辉,张荣,王忠民.  西安邮电大学学报. 2016(01)
[8]基于加速度传感器的无按键计步腕表低功耗算法[J]. 李越,黄凯,张晓濛,毛东杰,葛海通,严晓浪.  传感器与微系统. 2015(03)
[9]一种基于手机传感器自相关分析的计步器实现方法[J]. 陈国良,张言哲,杨洲.  中国惯性技术学报. 2014(06)
[10]Android应用程序能耗分析与建模研究[J]. 段林涛,郭兵,沈艳,王毅,张文丽,熊伟.  电子科技大学学报. 2014(02)

硕士论文
[1]自相关系数计步算法的精度与能耗权衡研究[D]. 宋健.内蒙古大学 2018
[2]Android智能手机能耗机制分析与建模技术研究[D]. 何兴诗.西安电子科技大学 2014



本文编号：3033325