领域为智能及高级过程控制。李明辉,男(汉族),教授,硕士研究生导师,主要研究领域为智能及高级过程控制。
f人体行走时脚、腿、腰部和手臂都在运动,它们的运动都会产生相应的加速度,趋势就是不断地上下起伏近似为正弦过程。测量正弦波的频率就可以得出运动的步数,进而可以计算出速度,距离,和消耗卡路里。从脚的加速度来检测步数是最准确的但是考虑到携带的方便选择利用腰部的运动来检测步数,因为,行走时腰部有上下的垂直运动所以会产生一个上下波动比较大的加速度值。由于采用的是智能手机中的加速度传感器(如图1所示),它有三个轴可以对应人体运动的三个方向,因此首先规定人体前进方向为y轴,左右运动为x轴,
上下运动为z轴。无论手机如何放置,总会检测到三个方向的加速度值ax、ay和az,从而
求出合加速度a:
aax2ay2az2
(11)
当手机静止不动时,a的理想值为重力加速度gms2。当检测到有动作时a值就会在
g值上下变化,为了计算方便可以取变量Aag,使A值在0ms2上下波动。
以人体重心为参考点,只考虑z轴方向,则可以将行走的过程分为两个阶段:重心由最低到最高的过程和重心由最高到最低的过程。在重心由最低到最高的过程中,人体z轴方向的速度由零上升到某一值,然后又从该值减少到零,在整个过程中速度为正,即方向为z
轴正方向。所以,加速度的变化应该从azgms2到azgams2最后又回到,
其中a为正值。在重心由最高到最低的过程中,人体z轴方向速度由零上升到某一值,然
后又从该值减少到零,在整个过程中速度为负,即方向为z轴负方向。所以,加速度的变化
应该从azgms2到azgams2最后到又回到azgms2,其中a为
正值。由此可以得出变量A一个周期内的变化过程近如图2所示:
a
a
图1手机三维加速度方向Fig13Dacceleratio
directio
ofmobilepho
e
图2A的变化规律Fig2cha
gelawofA
可以看出参数A的变化曲线近似为一个正弦信号,所以只需求出正弦信号的频率就可知道所走的总的步数。但是上图只是理想的波形,实际中传感器会产生抖动,得到的波形含有大量干扰信号,必须进行处理才能得到较好的波形。
2建立通讯
fMATLAB支持从A
droid设备的内置传感器中获得数据,通过MATLAB对A
droid传感器的支持包,可以从A
droid设备所支持的传感器中记录数据或者查看最新的可用数据,进而通过分析数据可以开发不同的应用。这样做的前提是必须事先在手机上安装se
sorudpAPP,同时必须保证运行MATLAB软r