センシングはじめました

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スケジュール

短期的な予定

• Androidアプリ開発 お試し
  • Android Stdio の設定
  • 加速度センサーを見るアプリをつくる
  • csv出力 & PCに移す
• 加速度から距離を出してみる
  • 加速度センサーの値を取る(直線運動)
  • Pythonでグラフ化する
  • 加速度グラフを距離グラフ
• 歩数推定
  • 加速度センサーの値を取る(歩行)
  • グラフ化 & フィルターをかける
  • 歩数を取得する

長期的な予定

未定 (歩行軌跡の可視化をしてみたい)

Androidアプリ開発 お試し

参考サイト

• 01_HelloAndroid
• 02_Sensor
• 03_Output

リポジトリ

AndroidSensor

変更点

• バージョンに合わせたコードに修正
• TextView を行ごとに分割した

加速度から距離を出してみる

加速度センサーの値を取る

スマホをx軸正の方向に30cm動かした

環境

• 端末
  • iPhone 12
• 使用アプリ
  • phyphox

Pythonでグラフ化する

• バージョン
  • 3.10.10
• 使用ライブラリ
  • pandas
  • matplotlib
  • numpy

加速度グラフを距離グラフにする

• 加速度[m/s^2] を微分※すると 速度[m/s] になる
• 速度[m/s] を微分※すると 距離[m] になる

※間違い

x軸の加速度, 速度,距離グラフ (誤り1)

速度, 距離グラフ の形がおかしい
→ 微分 と 積分 を逆に認識していた
(気付くのに3時間掛かった...)

x軸の加速度, 速度,距離グラフ (誤り2)

形はそれっぽくなった
値が明らかに大きすぎる
→サンプリング周波数を考慮していなかった

面積分のイメージ

面積分は1本1本の面積を足していくもの
面積ではなく長さ(図で言う縦)を足していた
→ 全ての値に x0.01(100Hz) する

最終的なグラフ

歩数推定

加速度センサーの値を取る(歩行)

まっすぐ5歩
(スマホのz軸正が上向き、y軸正が左向きになるように腰の位置で手に持つ)

グラフ化 & フィルター

平滑化フィルター

平滑化1

(N0 + N-1 + N-2 + N-3 + N-4) / 5

(N0が現在の値)

サンプリング周波数100Hzなので、5つの平均ではあまり意味がない?

平滑化2

(N0 + N-1 + N-2 + ... + N-9) / 10

だいぶ滑らかになったが、1歩に対し頂点が複数ある

平滑化3

(N0 + N-1 + N-2 + ... + N-19) / 20

1歩に対し1頂点になった。
(平滑化フィルターだけでいいのだろうか)

過去との平均の為、波が大きく後ろにずれた。

より良いやり方があるらしい
→歩数推定(esa)

rolling_mean = data.rolling(window=10).mean()

加速度のノルムのグラフ

norm: そのままのデータ
自作関数: さっきまでのやり方
pandas.rolling(): 良さそうなやり方

pandas.rolling() を上手く使ったほうが良い

歩数を取得する

ピーク検出

赤丸が 6つ
→ 6歩?

正しくは5歩

原因

5歩ののちに立ち止まる時の足を揃える動作も含まれてしまった
データを取り直す

進路関係

なし