ステップ周波数システムソフトウェアは、自動ピーク検出アルゴリズムを利用して、物理的な圧力をデジタルメトリクスに変換します。ソフトウェアは、時間の経過とともにセンサーの抵抗を監視することにより、歩行によるストレスによって引き起こされる特定の変動を特定し、これらの明確な信号ピークを正確な歩数に変換します。
このテクノロジーの中核は、機械的ストレスのフェーズと電気抵抗を相関させることにあります。ソフトウェアは「特性曲線」の認識を自動化し、手動介入なしにすべての物理的なステップが定量化可能なデータポイントとしてキャプチャされるようにします。
動きをメトリクスに変換する
ソフトウェアがどのように精度を達成するかを理解するには、物理的な生体力学が生データにどのように変換されるかを見る必要があります。
ステップサイクルの物理学
ユーザーが歩行すると、その歩容は主に2つのイベントに分けられます:立脚期と遊脚期です。
立脚期中、足は体重を支え、センサーに大きなストレスがかかります。
逆に、遊脚期は足が空中を移動するにつれて、この圧力を解放します。
ストレスの代理としての抵抗
これらの物理的な圧力の変化は、履物内に埋め込まれたセンサーに直接影響します。
立脚期中に加えられるストレスは、センサー抵抗データの測定可能な変化を引き起こします。
これにより、ユーザーの物理的な動きをリアルタイムで反映する、動的で振動する信号が生成されます。
アルゴリズムプロセス
生データだけではノイズにすぎません。ソフトウェアの役割は、正確なロジックを使用してこれらの信号を解釈することです。
特性曲線の特定
ソフトウェアは、抵抗データのストリームを分析して特性曲線を見つけます。
これらは、完全な移動サイクルを表すデータライン内の繰り返しパターンです。
これらの曲線を選択することで、システムはランダムなセンサーノイズから意図的なステップを区別します。
自動ピーク検出
各特性曲線内で、ソフトウェアは特定の抵抗ピークを探します。
これらのピークは、ステップサイクル中の最大ストレス変動の瞬間を表します。
自動ピーク検出アルゴリズムは、これらの高点を特定し、有効なイベントとして登録します。
自動カウントと頻度
特定の抵抗変動がピークとして検証されると、個々の歩数に変換されます。
システムは、これらのカウントを時間の経過とともに集計して、ユーザーのステップ周波数を計算します。
この自動化により、歩行データの明確で再現可能な測定と記録が保証されます。
技術的制限の理解
この方法は非常に効果的ですが、入力信号の明瞭さに依存しています。
信号の明瞭さ
システムの精度は、明確で識別可能な抵抗ピークの生成に依存します。
ユーザーがすり足で歩いたり、不規則に動いたりすると、ストレスの変化が鋭いピークを作成するには微妙すぎる場合があります。
これにより、アルゴリズムが検出するのがより困難な、「平坦な」特性曲線が生じる可能性があります。
アルゴリズムの感度
ピーク検出アルゴリズムは、ストレスと抵抗の間の標準的な相関関係を想定しています。
歩行面の大幅な変化やセンサーの劣化により、抵抗値が変化する可能性があります。
これにより、精度を維持するためにソフトウェアが検出しきい値を動的に調整する必要が生じる可能性があります。
精度のための最適化
ステップ周波数ソフトウェアを最大限に活用するには、テクノロジーを特定のユースケースに合わせる必要があります。
- 標準的な歩容分析が主な焦点の場合:ユーザーが一定の歩行リズムを維持し、鋭く検出可能な抵抗ピークを生成するようにしてください。
- リハビリテーションモニタリングが主な焦点の場合:不規則な歩容を持つユーザーは、慎重な解釈を必要とする非典型的な特性曲線を生み出す可能性があることに注意してください。
このソフトウェアは、ストレス変動を体系的にデータに変換することにより、自動生体力学的追跡の堅牢な基盤を提供します。
概要表:
| プロセスコンポーネント | 説明 | 精度における役割 |
|---|---|---|
| 立脚期 | センサーにストレスがかかる体重支持期。 | 生の信号ピークを生成します。 |
| 抵抗データ | 物理的な圧力を反映するリアルタイムの電気データ。 | 動きの代理として機能します。 |
| 特性曲線 | データストリームで特定される繰り返しパターン。 | ランダムノイズからステップをフィルタリングします。 |
| ピーク検出 | 最大抵抗変動の特定。 | ステップの正確な瞬間を登録します。 |
| ステップ周波数 | 特定の時間間隔での集計カウント。 | 歩行ペースとリズムを計算します。 |
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参考文献
- HAN JIANLIN, Weijun Wang. A knitted smart sneaker system based on piezoresistive strain sensingfor stride counting. DOI: 10.35530/it.075.01.20232
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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