단계 빈도 시스템 소프트웨어는 자동 피크 감지 알고리즘을 활용하여 물리적 압력을 디지털 측정값으로 변환합니다. 소프트웨어는 시간 경과에 따른 센서 저항을 모니터링하여 걷기의 스트레스로 인한 특정 변동을 식별하고 이러한 뚜렷한 신호 피크를 정확한 걸음 수로 변환합니다.
이 기술의 핵심은 기계적 스트레스 단계와 전기 저항을 상관시키는 데 있습니다. 소프트웨어는 "특성 곡선" 인식을 자동화하여 수동 개입 없이 모든 물리적 단계를 정량화 가능한 데이터 포인트로 캡처하도록 보장합니다.
움직임을 측정값으로 변환
소프트웨어가 정확도를 달성하는 방법을 이해하려면 물리적 생체 역학이 원시 데이터로 변환되는 방식을 살펴봐야 합니다.
단계 주기 물리학
사용자가 걸을 때 보행은 입각기와 유각기의 두 가지 주요 사건으로 나뉩니다.
입각기 동안 발은 체중을 지탱하며 센서에 상당한 스트레스를 가합니다.
반대로 유각기는 발이 공중을 통과하면서 이 압력을 해제합니다.
스트레스의 대리 지표로서의 저항
이러한 물리적 압력 변화는 신발에 내장된 센서에 직접적인 영향을 미칩니다.
입각기 동안 가해지는 스트레스는 센서 저항 데이터에 측정 가능한 변화를 일으킵니다.
이는 사용자의 물리적 움직임을 실시간으로 반영하는 동적이고 진동하는 신호를 생성합니다.
알고리즘 프로세스
원시 데이터만으로는 노이즈에 불과합니다. 소프트웨어의 역할은 정확한 논리를 사용하여 이러한 신호를 해석하는 것입니다.
특성 곡선 식별
소프트웨어는 저항 데이터 스트림을 분석하여 특성 곡선을 찾습니다.
이것은 데이터 라인에서 반복되는 패턴으로 완전한 움직임 주기를 나타냅니다.
이러한 곡선을 분리함으로써 시스템은 의도적인 걸음을 무작위 센서 노이즈와 구별합니다.
자동 피크 감지
각 특성 곡선 내에서 소프트웨어는 특정 저항 피크를 찾습니다.
이러한 피크는 단계 주기 동안 최대 스트레스 변동 순간을 나타냅니다.
자동 피크 감지 알고리즘은 이러한 최고점을 식별하고 유효한 이벤트로 등록합니다.
자동화된 계산 및 빈도
특정 저항 변동이 피크로 확인되면 개별 걸음 수로 변환됩니다.
시스템은 이러한 카운트를 시간 경과에 따라 집계하여 사용자의 단계 빈도를 계산합니다.
이러한 자동화는 보행 데이터의 명확하고 반복 가능한 측정 및 기록을 보장합니다.
기술적 한계 이해
이 방법은 매우 효과적이지만 입력 신호의 명확성에 의존합니다.
신호 명확성
시스템의 정확도는 명확하고 식별 가능한 저항 피크 생성에 달려 있습니다.
사용자가 질질 끌거나 불규칙하게 움직이면 스트레스 변화가 너무 미묘하여 날카로운 피크를 생성하지 못할 수 있습니다.
이는 알고리즘이 감지하기 더 어려운 "평평한" 특성 곡선으로 이어질 수 있습니다.
알고리즘 민감도
피크 감지 알고리즘은 스트레스와 저항 간의 표준 상관 관계를 가정합니다.
걷는 표면의 급격한 변화나 센서 성능 저하는 저항 값을 변경할 수 있습니다.
이로 인해 소프트웨어는 정확도를 유지하기 위해 감지 임계값을 동적으로 조정해야 할 수 있습니다.
정확도를 위한 최적화
단계 빈도 소프트웨어를 최대한 활용하려면 기술을 특정 사용 사례에 맞춰야 합니다.
- 표준 보행 분석이 주요 초점인 경우: 사용자가 날카롭고 감지 가능한 저항 피크를 생성하도록 일관된 걷기 리듬을 유지하도록 하십시오.
- 재활 모니터링이 주요 초점인 경우: 불규칙한 보행을 가진 사용자는 신중한 해석이 필요한 비정형 특성 곡선을 생성할 수 있음을 인지하십시오.
스트레스 변동을 체계적으로 데이터로 변환함으로써 이 소프트웨어는 자동화된 생체 역학 추적을 위한 강력한 기반을 제공합니다.
요약 표:
| 프로세스 구성 요소 | 설명 | 정확도에서의 역할 |
|---|---|---|
| 입각기 | 센서에 스트레스를 가하는 체중 부하 단계. | 원시 신호 피크를 생성합니다. |
| 저항 데이터 | 물리적 압력을 반영하는 실시간 전기 데이터. | 움직임의 대리 지표 역할을 합니다. |
| 특성 곡선 | 데이터 스트림에서 식별된 반복 패턴. | 무작위 노이즈에서 단계를 필터링합니다. |
| 피크 감지 | 최대 저항 변동 식별. | 단계의 정확한 순간을 등록합니다. |
| 단계 빈도 | 특정 시간 간격 동안 집계된 카운트. | 보행 속도와 리듬을 계산합니다. |
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참고문헌
- HAN JIANLIN, Weijun Wang. A knitted smart sneaker system based on piezoresistive strain sensingfor stride counting. DOI: 10.35530/it.075.01.20232
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 3515 지식 베이스 .
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