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计步新算法 利用三轴加速度传感器的计步测算法原理

2022-05-16 13:28分类:传感器 阅读:

 

目前,许多当代人都十分重视自身的日常锻练,记步做为一种合理纪录监管锻练的监测方式,被运用在移动智能终端的使用中。 现阶段,绝大多数的记步全是根据GPS数据信号来计算健身运动间距,再反实行走计步完成的。这类办法很是合理,但在屋内或沒有GPS数据信号的设施上没法工作中。与此同时,GPS精密度对最后的影响也非常大。

为预防以上情况的发生,我们可以考虑到一种新的测步方式,即:根据机器设备上的瞬时速度感应器来测算计步,在不兼容GPS的设施上也可一切正常工作中。还能够与GPS相互配合测步,那样会让应用情景越来越多种多样。

1.需先摸透实体模型的特点

现阶段,绝大多数机器设备都保证了能够检验每个方位的瞬时速度感应器。以iOS机器设备为例子,大家使用了其三轴速度感应器(x,y,z轴意味着方位如图所示)的特点来剖析。各自用于检验人徒步中三个方位的速度转变 。

计步新算法 利用三轴加速度传感器的计步测算法原理*

iOS机器设备的三轴瞬时速度感应器平面图

客户在水准徒步健身运动中,竖直和前行2个瞬时速度会出现规律性转变 ,如下图所示。在徒步收脚的运作中,因为重心点往上单只脚触地,竖直方位瞬时速度是呈正方向提升的发展趋势,以后再次往前,重心点下沉两脚触及到底部,瞬时速度反过来。水准瞬时速度在收脚时减少,在迈开时提升。

计步新算法 利用三轴加速度传感器的计步测算法原理

体现到数据图表中,能够见到,在徒步健身运动中,竖直和前行造成的瞬时速度与時间大概为一个正弦曲线,并且在某点有一个最高值。在其中,竖直角度的速度转变 较大 ,根据对运动轨迹的最高值开展检验测算和瞬时速度阈值管理决策,就可以即时测算客户活动的计步,还可以此进一步估计客户徒步间距。

计步新算法 利用三轴加速度传感器的计步测算法原理

2.记步的有效优化算法

由于客户在健身运动中很有可能拿手平持机器设备,或是将机器设备放置袋子中。因此 ,机器设备的摆放方位不确定。因此,根据测算三个瞬时速度的矢量素材长短,我们可以得到一条徒步活动的正弦曲线运动轨迹。 第二步是峰值检测,大家纪录了之前矢量素材长短和活动方位,根据矢量素材长短的转变,能够分辨现阶段瞬时速度的方位,并和上一次储存的加速度方向开展较为。如果是反过来的,就是刚过最高值情况,则进到记步逻辑性开展记步,不然放弃。根据对最高值的频次累积,可获得客户徒步的脚步。 最终,便是去影响。手执机器设备会出现一些低力度和更快的抽搐情况,或者大家通称的手颤,或是某一捉弄客户想根据短时间迅速不断摇晃机器设备来仿真人行走,这种影响数据信息如果不去除,会危害计步的精确值,针对这类影响,我们可以利用给检验再加上阈值和步频分辨来过虑。

计步新算法 利用三轴加速度传感器的计步测算法原理

身体更快的慢跑頻率为5HZ,换句话说邻近二步的间隔时间的最少超过0.2秒,如下图所示,大家设定了TImespan在计步全过程中大家过虑了高频率噪音,即步频过快的状况。与此同时大家利用和之前瞬时速度尺寸开展较为,设定开设一定的阈值Threshold来分辨健身运动是不是归属于合理,合理健身运动才可开展计步。

3.有关计步软件的拓展

之上是一个借助瞬时速度计算的计步软件完成基本原理,已经知道徒步和慢跑的脚步经验,那麼略微改善下就可以变为一个激光测距限速计。 根据三轴速度感应器,我们可以了解客户的运动状态。除开记步,还能够根据网络加速器的转变曲线图分辨客户跌倒情况,制成一个老年人和少年儿童跌倒检验全自动报警系统。

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