【TI首届低功耗设计大赛】论计步器记步

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【TI首届低功耗设计大赛】论计步器记步 [复制链接]

      前几天在论坛里面看了其他网友的计步器演示视频。视频里面，板子(含加速度芯片)接近是水平匀速移动，能算出来步数。有点想不通，按说在水平匀速移动情况下，即使能采到3轴加速度变化也是微量，这种情况下貌视很难准确记步。此时，比如手的抖动（引起3轴加速度微量变化，很难和水平匀速运动产生的加速度微量变化进行区分。干扰信号和信号大小比较接近就很难排除干扰信号影响，如果干扰信号比信号小很多，排除干扰就比较简单）都会误认为有走动而误记步。据该网友说是采用微量检测+滤波算法，我不是太了解，至少和我以前想的计算方法不同。
       今天主要是说说我的想法。
       加速度芯片通常会佩戴到手腕上。运动时，手臂前后摆动，加速度芯片运动轨迹近视于图片中的粗线。因为佩戴的位置等等种种原因，我们采样得到的数据串联起来是组立体方位移动轨迹。处理起来比较困难，通过大量算法也能实现，但会加重耗电，不可取。我们可以把立体轨迹平面化，就像我们工程制图里面学的三视图那样。那样数据就看起来有规律可循了，计算也比较简单。

       在【TI首届低功耗设计大赛】计步器分析 里面我曾经提到过灵敏度，事实上每个人走动时，手臂摆幅不同。手臂摆幅比较大的，图中X,Y变化范围相应会变大，记步就比较好计算；手臂摆幅比较小的，图中X,Y变化范围相应会变小，记步就比较难计算，特别是手臂抖动和摆幅比较接近时，很难排除手臂抖动产生的干扰的。所谓的灵敏度其实就是我们选取的X、Y的有效范围。范围太大会漏记，范围太小很难排除干扰，产生误记。因此选择合适灵敏度很大程度上影响记步的准确性。建议取平均摆幅的2/3。
      举例，如上图，数据平面化后，会得到X、Y两个坐标变换量。X的变换范围较Y明显大一些，所以取X的运动变化为判断步数依据。Y作为辅助判断依据(兼干扰排除依据，比如运动过程中，擦汗时Y轴变化较以往异常)。图中从空心圆运动到实心圆为一步；从实心圆运动到空心圆为一步。
      每个人的摆幅、加速度芯片佩戴位置等等都有不同差异，因此，我认为计步器应该有自学习功能，根据分析采样数据，自行选取合适灵敏度，甚至采样频率。即能实现准确记步，也能实现降低损耗。      尽可能发挥芯片自身功能。如3轴加速度芯片ADXL345具有外部中断和FIFO，无需FR5969主动去采样数据，当ADXL345的FIFO存满采样数据时使用外部中断唤醒FR5969读取数据，读取并处理完后进入睡眠模式等待下次唤醒。这样在ADXL345处于静止状态时，FR5969也处于睡眠模式。最大化做到省电，增加待机时间。
硬件：MSP-EXP430FR5969 + SHARP96 + ADXL345  
接口见（【TI首届低功耗设计大赛】三轴加速度演示）：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-451180-1-1.html
视频演示：

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学习了，最近也想看看计步计的工作原理