电子计步器 | 图片来源
目前,常见的计步器分为机械式计步器、基于专用计步芯片的电子计步器、智能手环和基于智能手机内置传感器开发的计步器软件等。
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以电子计步器为例,为了实现计步的功能,需要对行走和跑步时具有周期性的物理量进行精确的记录。
而人在行走或跑步时,加速度的变化最为明显,可以将其分解为前向、纵向、侧向三个方向的变量。
行走和跑步的过程中,加速度随着我们的步伐呈现周期性变化。
将我们行走的动作进行分割,其中,在收脚的动作中,由于重心向上,单只脚触地,垂直方向加速度是呈现正向增加的趋势;向前迈步时,重心下移两脚触地,加速度呈现反向减小的趋势;而水平加速度在收脚时减小,在迈步时增大。
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因此,无论将计步器放在哪个部位,至少会有一个方向的加速度幅度会具有明显的周期性变化,从而实现精确计步的目的。
智能手机:n种方法算算算
在智能手机中,各种各样的传感器协同工作支持着我们的各种需求——光线传感器、距离传感器、重力加速度传感器、磁力传感器、心率传感器、振动传感器…
类似于电子计步器,智能手机也可以采集人体在运动时的加速度信号,从下图中可以看到行走过程中加速度的循环特性。