科普2——姿态检测

想知道微信每天是怎么计步的么？叮铃铃，上课啦~...



最近承接了消防大队的一个项目，主要研究内容是，检测消防员的姿态，包括走、跑、跌倒、上楼、下楼。那么，今天就来一发科普贴，话说姿态是如何被检测的。

走、跑

事实上，现在的手环等高科技已经实现了识别走和跑的功能，不知我们采用的方法是否相同，这里就简述一下我的小技术。

首先，需要说明的是，我们的手机搭载着各种各样的传感器，这里要使用的是能够测出加速度的加速度计。下图是我把手机绑在腰上，走路和跑步时，加速度的变化。



可以明显的看出，跑步比走路剧烈很多，这不难想象，因为跑就是比走费力嘛。但是，加速度大的事情多了，比如你哗的一下摔倒了，就不知道大到什么份儿上了。于是，我们采用了另一个指标来判断，那就是：人体行动的频率。

我们都知道，我们行动的时候，在迈步的一瞬间加速度很大，其他时候就一般般啦。所以，我们就定一个加速度的标准，一旦超过这个标准，我们就把加速度认为是1，小于它呢，就是0，这一操作用科学术语，称为“归一化”。于是，就有了下面这张图。



这样一个像心电图似的东西，就表征了我们的步伐，也就是每一个向上的方波就是一步，两步之间时间间隔的倒数就是步伐的频率啦。

这时候，我们按照常识，频率在某一范围内就是走路，超出这一范围的就是跑步了。

跌倒

额…因为此方法为自创，说不定可以成为将来的论文素材，这里请允许本人此处省略1000字，待到论文有朝一日发表，我们再来讨论~~敬请读者理解。

上楼、下楼

我们都知道，高处气压低，低处气压高，这里，我们就利用气压来测高程的变化。

同样，您手里的手机也可以测气压，虽然精度很低，但都上了一层楼了，它还是懂的。正常采下来的气压数据通过计算，得到的与初始高度的高度差如下图。



这是我端着手机上了半层楼后的结果，从这个图就能看出来，手机上的气压是多么的不靠谱，来回的跳个没完。所以，我们需要做另一项操作：平滑气压。也就是说，原始得到的气压不稳定，那我们就过一段时间把气压数值做一个平均，基本上就可以稳定多了，如下图。



这样，圆弧多了对吧？接下来，我们定一个高度，比如4m，每上这个高度，我们就认为上了，同理，下楼也是如此。

看似简单的原理，实际上从接到任务到完成任务，中间是历经坎坷，问题百出。下一次，我就基于这些理论，给大家讲讲我是如何完成这次小项目哒~

    关注 十六面体