手机计步原理

2025-04-18 22:35:31

1、早期的计步器是机械式的,原理很简单,就跟摆锤一样。人在走路的时候,计步器里的摆锤会随着摆动,人走一步摆锤就动一下,金属摆锤摆动一下会和金属电极接触通电,这样就记录了一个步数。

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2、如今的手机都内置陀螺仪、重力感应器和加速度传感器,这些传感器会随着你的运动而震动,然后计步软件会记录并储存这些数据,从而计算出每天走路的步数。

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3、其中陀螺仪可以测量出手机的角度,从而检测到人体的重心偏移。当人在行走时,手机会随着运动出现角度偏移。陀螺仪检测到持续且有规律的角度偏移时,手机就会开始判断用户正在走路。

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4、当我们携带手机走路时,每一步都经历了过山车般的加速度变化。抬腿迈出第一步的时候,加速度是最大的。我们把它放到一个坐标轴上,加速度的变化看起来就像一个cos波形。两个波峰之间,可以被认为是走了一步。

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5、如果连续出现几个波峰,就可以基本确定用户是在走路的状态。传感器设备就把这些前面的波动以及后面的波动算成步数,记录到手机里。

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6、当然,在实际的运用中,还需要运用算法进行去除“干扰项”,比如我们走路时,手机放兜里会上下抖动,产生不同方向的加速度。这时算法就要判断并过滤掉无用的干扰项,只留下最主要的运动特征。

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7、陀螺仪判断运动特征,那么重力感应器茧盯璜阝就是计算用户走路时的频率了,当我在运动过程中,会产生力的变化,而手机里的压电陶瓷也会根据力的大小产生不同的形变,从而产生不同的电压懈吡赜痖变化,通过作用在上面的力测量出加速度,计算用户在走路时的频率大小。

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8、更加精准的塥骈橄摆计步软件还会结合GPS定位来定位用户的运动路线,然后计算平均时速。上述的这些工作是由采集器(加速度传感器等)和处理器(Sensor Hub,协处理器)共同璜模惜割完成的。所以,看似简单的软件,其中可是蕴含着众多科学原理和高度精确的科学技术的呢,那么今天的计步软件的原理就讲解到这里了,下次再给各位科普,咱们的手机所蕴含的传感器以及其作用吧。

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