發(fā)布時(shí)間：2018-08-20 15:49

【摘要】：手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器坐標(biāo)系固定于設(shè)備自身,其采集的數(shù)據(jù)因手機(jī)姿態(tài)的改變而不斷發(fā)生漂移,受此影響即使同一運(yùn)動(dòng)過程,加速度數(shù)據(jù)也難以同前一個(gè)時(shí)刻保持一致。為解決該問題,提出利用空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法將加速度數(shù)據(jù)從手機(jī)坐標(biāo)系映射至慣性坐標(biāo)系,從而確保數(shù)據(jù)在手機(jī)任意姿態(tài)下均能準(zhǔn)確反映實(shí)際的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。為驗(yàn)證該方法的有效性,設(shè)計(jì)一種手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)在線采集與實(shí)時(shí)處理新方法,實(shí)現(xiàn)Matlab中數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)特征的實(shí)時(shí)觀測(cè)及算法性能的在線評(píng)估。利用此方法,在旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中分別測(cè)試方向余弦與四元數(shù)兩種算法的可行性,并在計(jì)步器實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步測(cè)試四元數(shù)算法性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于方向傳感器數(shù)據(jù)的方向余弦算法因測(cè)量范圍限制,不能實(shí)現(xiàn)全方位空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;而基于旋轉(zhuǎn)矢量傳感器數(shù)據(jù)的四元數(shù)算法則能夠?qū)崿F(xiàn)全方位轉(zhuǎn)換,且轉(zhuǎn)換后的加速度對(duì)步態(tài)識(shí)別率達(dá)到95%以上,較準(zhǔn)確地反映了實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[Abstract]:The built-in acceleration sensor coordinate system is fixed on the device itself, and the data collected by the mobile phone constantly drift because of the change of the mobile phone attitude. Even if the acceleration data is in the same motion process, it is difficult to keep the acceleration data consistent with the previous time. In order to solve this problem, the acceleration data is mapped from the mobile phone coordinate system to the inertial coordinate system by using the spatial coordinate transformation algorithm, so as to ensure that the data can accurately reflect the actual motion state of the mobile phone in any attitude. In order to verify the effectiveness of this method, a new on-line data acquisition and real-time processing method for mobile phone sensor is designed to realize real-time observation of data dynamic characteristics and on-line evaluation of algorithm performance in Matlab. Using this method, the feasibility of direction cosine algorithm and quaternion algorithm is tested in rotation experiment, and the performance of quaternion algorithm is further tested in the pedometer experiment. The experimental results show that the directional cosine algorithm based on the direction sensor data can not realize the omnidirectional spatial coordinate transformation due to the limit of the measurement range, while the quaternion algorithm based on the rotation vector sensor data can realize the omnidirectional transformation. The recognition rate of gait is more than 95%, which reflects the actual state of motion more accurately.
【作者單位】： 蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61262016) 甘肅省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(1208RJZA239)~~
【分類號(hào)】：TP212.9

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本文編號(hào)：2194169