Messung der Schrittlänge beim Gehen

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Ich möchte die Schrittlänge während des Spaziergangs messen und suche nach Ideen, um dieses Problem zu lösen.

Ich bin kein wirklicher Experte für Sensoren, daher versuche ich, einige Informationen zu sammeln, um zu verstehen, wie ein System für diesen Zweck aufgebaut wird. Normalerweise benutze ich Arduino mit Beschleunigungsmessern und Drucksensoren, die in Schuhe eingebettet sind.

Ich dachte, dass eine mögliche Lösung darin besteht, den Abstand zwischen den beiden Füßen in jedem Moment zu ermitteln und die Abstandswerte zu lesen, wenn jeder Fuß auf den Boden trifft (ein solches Ereignis kann mithilfe von Drucksensoren erkannt werden).

Ich weiß nicht, ob es Sensoren gibt, die kleine Entfernungen verfolgen können. Falls Sie mir bitte einen Link geben können, über den ich Informationen erhalten kann?

Haben Sie Vorschläge oder Hinweise zur Lösung dieses Problems?

L_T
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Android-Handy haben diese App, Sie können es googeln, um ihren Algorithmus zu kennen, es verwendet GPS.
Abdul Rehman
Ich denke, es ist zu ungenau für meine Zwecke, da es auf GPS basiert. Ich muss die Schrittlänge bei jedem Schritt verfolgen und nicht nur den Durchschnitt nach einigen Metern.
L_T

Antworten:

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Es ist tatsächlich ein ziemlich schwieriges Problem, abhängig von Ihren Einschränkungen und Anforderungen. Das Bestimmen der lokalen Positionierung ist anfällig für starke Interferenzen und Fehleransammlungen.

GPS ist viel zu ungenau, es sei denn, Sie richten ein super teures Differential-GPS-System ein, was für Sie zu viel wäre.

Sie könnten wie erwähnt Beschleunigungsmesser / Gyroskope verwenden, aber es gibt eine angemessene Menge an Fehlern, abhängig von Ihrem Geld und wie viel Fehler Sie tolerieren können.

Ich bin mir nicht ganz sicher, wie dieses Projekt angewendet wird, aber eine kostengünstige Lösung könnte darin bestehen, nur einige Ultraschall-Abstandssensoren an den Schuhen anzubringen. Oder könnten Sie Kameras und farbige Schuhe verwenden, um die Bewegung zu verfolgen? Nur ein paar Gedanken.

Persönlich würde ich einfach ein Seil an die Schuhe binden und dann würde ich wissen, wie lange jeder Schritt dauern würde :)

7200 U / min
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Hallo! Vielen Dank für Ihre Antwort. Sie haben erwähnt, Ultraschall-Abstandssensoren zu verwenden und diese an den Schuhen zu befestigen. Können Sie bitte einen Link zu solchen Sensoren bereitstellen? Ich bin in der Lage, Ultraschallsensoren für große Entfernungen zu finden ... und die Entfernung zwischen dem Sensor und einem Hindernis zu messen. Stattdessen muss ich den Abstand zwischen zwei Sensoren messen. Hast du Erfahrung mit ihnen? Sind sie Ihrer Meinung nach geeignet, um mein Ziel zu erreichen? Ich plane, diese Sensoren in Echtzeitanwendungen zu verwenden, daher ist die Latenz in meinem Fall sehr wichtig, zusammen mit einer geringen Anzahl von Fehlern bei den Messungen.
L_T
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Muss kein Seil sein. Es könnte ein Dehnungssensor sein - adafruit.com/products/519
Scott Seidman
@ Luca Schauen Sie sich diese Sensoren hier an . Stellen Sie einfach sicher, dass der Mindestabstand kleiner als Ihr Schritt ist.
7200 U
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Sie können dies mit einer IMU tun. (3-Achsen-Beschleunigungsmesser und Geschwindigkeitsgyroskope). Durch Integration der doppelten Beschleunigungen, die von den Beschleunigungsmessern zurückgegeben werden, und Berücksichtigung der Orientierungen unter Verwendung der Geschwindigkeitskreisel. Sie können die Position Ihres IMU-Sensors kennen

ABER diese Systemdrift! Sie müssen dem System einige Kenntnisse hinzufügen, um die Abweichungen abzubrechen oder zu berücksichtigen.

Sie können beispielsweise erkennen, wann der Fuß den Boden berührt. Zu diesem Zeitpunkt wissen Sie, dass die Geschwindigkeit relativ zum Boden 0 ist und der Fuß flach auf dem Boden steht. Auf diese Weise können Sie den driftenden berechneten Geschwindigkeitsvektor und die Winkel zurücksetzen. Tatsächlich führen Sie die Trägheitsmessung nur während einer kurzen Zeit durch, wenn der Fuß in der Luft ist.

Es klingt machbar, aber es klingt auch so, dass es viele Probleme in der realen Welt geben wird, die berücksichtigt werden müssen. Zum Beispiel :

  1. Wie kann man sicher erkennen, dass der Fuß auf dem Boden steht?
  2. Wo soll das IMU-System an den Schuhen angebracht werden?
  3. ...
Blup1980
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Hallo! Vielen, vielen Dank für Ihre Antwort. Ich würde die Drucksensoren in die Sohle einbetten, wie in diesem Artikel erläutert: cim.mcgill.ca/~haptic/pub/LT-ET-AL-MMSP-10.pdf , und dank der dort gemeldeten Algorithmen kann ich verstehen, wann die Fuß ist auf dem Boden und wenn es in der Luft ist. Dann würde ich die IMU an jedem Schuh hinten in der Nähe der Ferse befestigen. Haben Sie einen IMU-Sensor, den Sie vorschlagen können? Irgendwelche anderen Ratschläge? Ich werde ein Arduino Board verwenden, um die analogen Werte der Sensoren zu digitalisieren. Vielen Dank im Voraus
L_T
Ich denke, das ist tatsächlich die beste / einfachste Methode. Die Drift wird im Laufe eines einzelnen Schritts nicht so schlimm sein.
Raketenmagnet
Ja, ich komme auch zu dem gleichen Schluss. Ich frage mich jedoch, ob es auch andere Sensoren gibt, die möglicherweise auf Infrarot oder Magnetismus basieren. Können Sie mir einige IMU-Sensoren empfehlen, die ich online kaufen könnte? Ich bitte um Vorschläge nach der Erfahrung, wer auf diesem Gebiet erfahrener ist als ich. Vielen Dank im Voraus
L_T
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Die Verwendung von Doppler-Shift und Schallwellen könnte funktionieren. Sender in einem Schuh, Empfänger im anderen.

Die Doppler-Verschiebung wird irgendwann Null sein (wenn beide Füße am Ende des Schrittes stehen?). Die D-Verschiebung ist maximal, wenn sich die Beine kreuzen.

Die Kenntnis der Zeit und des Integrals der D-Verschiebung sollte die Entfernung bestimmen. Könnte sein?

Oder schnüren Sie einfach die Schuhe zusammen, wie es bei 7200 U / min gesagt wurde !!

Andy aka
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Hallo, vielen Dank. Denken Sie, dass dieser Ansatz präzise genug ist? Haben Sie einige Sensoren, die mir vorschlagen, dies zu erreichen? Jeder Link zur Produktwebsite wird sehr geschätzt.
L_T
@ Luca - es ist nur eine Idee oder ein Brainstorming. Ultraschall ist möglicherweise das Beste, da Autos, wie bereits erwähnt, jetzt für die Kollisionskontrolle geeignet sind und Sie möglicherweise einen Teil dieser Technologie für Ihre Anwendung entführen können. Mit Ultraschallwandlern erhalten Sie einen sehr resonanten Peak, und der Vorteil ist die unerwünschte Rauschunterdrückung.
Andy aka