Berechnung der Geschwindigkeit aus Beschleunigungsmesserdaten

Ich versuche, meinen Beschleunigungsmesser auf meinem Fitnessband für Mobilgeräte zu verwenden, um die Geschwindigkeit beim Gehen und Laufen zu ermitteln.

Ich führte mein Experiment zum Gehen und Laufen auf einem Laufband durch, bei dem ich eine Person aufforderte, mit der gleichen Geschwindigkeit zu gehen und zu laufen. (Geschwindigkeit war 3 km/Stunde)

Ich habe ein Modell erstellt, um die Geschwindigkeit mithilfe der numerischen Integrationsmethode zu ermitteln. (Ich habe die Trapezmethode der Integration verwendet). Aber das Modell sagt das Ergebnis nicht korrekt voraus. Sogar die Gehgeschwindigkeit unterscheidet sich stark von der Laufgeschwindigkeit.

Die vom Beschleunigungsmesser zurückgegebenen Daten sind in m/s2. Ich erhalte Beschleunigungsdaten der X-, Y- und Z-Achse.

Es wäre dankbar, wenn mir jemand helfen oder mir ein Modell nennen könnte, um die Geschwindigkeit aus Beschleunigungsdaten zu ermitteln. Mein Gerät zeichnet das Signal mit einer Frequenz von 50 Hz auf.

Numerische Integration über die Trapezmethode sollte in Ordnung sein; es ist wahrscheinlich, dass es einen Fehler in Ihrer Implementierung gibt. Bitte beachten Sie, dass sich Physics SE mit konzeptionellen Fragen befasst und nicht beim Debuggen von Code hilft.
@GodotMisogi, zufällig ist es tatsächlich eine konzeptionelle Frage, weil es zwei konzeptionelle Probleme gibt.

Antworten (1)

  1. Um eine ordnungsgemäße Koppelnavigation durchzuführen , benötigen Sie einen Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop , da sich das Gerät nicht nur bewegt, sondern auch dreht, und Sie in der Lage sein müssen, die Gerätekoordinaten den Weltkoordinaten zuzuordnen, um die Geschwindigkeit zu integrieren.
    • Außerdem bewegt sich bei einer Gewindemühle die Gewindemühle und nicht das Gerät relativ zum Ausgangszustand, sodass Sie sowieso eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 0 erhalten sollten.
    • Dies wird üblicherweise in Flugzeugen durchgeführt, siehe Trägheitsnavigationssystem . Diese haben bessere Gyroskope und Beschleunigungsmesser, aber ich erinnere mich, dass ich ein Whitepaper über jemanden gesehen habe, der es mit einem Mobiltelefon versucht und nützliche Ergebnisse erzielt hat, also sollte es mit den High-End-Geräten möglich sein.
    • Sie sollten wahrscheinlich mit GPS korrelieren, um die Drift zu kompensieren. Natürlich wird auf Threadmill auch 0 angezeigt.
  2. Oder Sie könnten eine Schätzung basierend auf der Tatsache vornehmen, dass Menschen dazu neigen, ihre Hände bei jedem Schritt zu schwingen, indem Sie die Frequenz und Amplitude der Beschleunigungsspitzen mit der Geschwindigkeit korrelieren. Aber man muss es für jede Person experimentell anpassen, weil jeder eine andere Schrittlänge hat und seine Hände mit unterschiedlicher Kraft bewegt. In diesem Fall werden Sie nichts integrieren, sondern nur eine Frequenz in den Daten finden (wahrscheinlich mithilfe der Fourier-Transformation) und eine Tabelle mit Frequenz und Spitzenamplitude für die Geh- oder Laufgeschwindigkeit erstellen.
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