当前位置:首页>> 小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

发布时间:2016-02-23作者:智汇张瑜

小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

  很多朋友是第一次接触像小米手环这类运动计步产品,对于那么轻盈小巧的手环能够精准计步,甚至能详细完整的记录睡眠时间觉得非常神奇,本文就和大家详细说说在看不见的小米手环背板下,它是怎么工作的。

  1、 手机上的运动步数是怎么来的?

  A:简单来说:小米手环能够精准计步由硬件和软件算法两方面组成,缺一不可。

  硬件是指小米手环里内置的那枚强悍的三轴加速度传感器ADXL362 (注1),军用级,大家知道想要达到军用级,这得有多苛刻。其实三轴加速度传感器不神秘,在大多数中高档手机里都有配备加速度传感器,只是在侦测精度上达不到到小米手环的级别。

  三轴加速度传感器(注2)的三轴是指空间中的X,Y,Z三个维度,有了这3个维度,手环就可以捕捉到手环在使用中的加速度变化,从而生成数据。重力加速度大家初中物理课上都学过,在此就不多说了。

  软件算法:华米程序猿根据三轴加速度实时捕捉到的三个维度的各项数据,经过滤波、峰谷检测等过程,使用各种算法和科学缜密的逻辑运算,最终将这些数据转变成手环APP端的可读数字,步数、距离、消耗的卡路里数值等呈现在最终用户面前。

小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

  2、 小米手环上的运动计步功能和哪些因素有关?

  A:小米手环内置的加速度传感器和算法是极其微妙的东西。总体上来说,大家在拿到小米手环第一次设定时,一定要诚实准确填写各项信息!包括性别,身高,体重,年龄,这些稍微不准都会直接影响到加速度传感器的数据捕捉,进一步影响到算法运算,导致的结果则是计步不准、距离数据不对,消耗卡路里数值欠准度,从而得出不理想的数据,影响到您的个人运动数据。

  您的摆臂姿势、步幅、身形、路面的平整度、上坡下坡都会影响到计步数值。

小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

  3、 为什么一小部分同学觉得小米手环不够精确?

  A;事情是这样的,小米手环在一定范围内存在公差是正常现象,殊不知物理学上还有“测不准定律”(注释3),各家手环均使用加速度传感器来作为计步的主要依据,但是由于采用的器件和算法水平不同,于是就产生了各款手环记录步数不一致的状况。

  小米手环在研发过程中专门找过各类人群(含职业运动员)对比过各家运动手环,还包括带有GPS模块、海拔计、气压计等各类传感器的运动手表,对比结果显示:小米手环具有极高的计步器精度,与佳明、松拓的专业运动计步手表数据能基本上保持一致。当然,这跟传感器和卓越的算法密不可分。

  即使是这样,我们觉得还不够好,华米程序猿仍然在进一步优化运动算法,尽可能的过滤掉日常生活中无规律的运动手势、动作(我们称为“过滤杂波”),以使得小米手环的精度达到最佳。

  手环计步器的精准度跟人的走路姿势,步行习惯都有关联,所以大家在遇到您认为不准的数据时,尽管反馈给华米研发同学,他们会认真分析原因的。只为将小米手环做到极致!

  如果还觉得不放心的同学,欢迎就近找标准的体育场跑道对比测试,小米手环有信心!

  4、 骑行时要能计步就好了?

  A:是的,我们看到了,并且已经开始着实开发更多运动模式,以便为用户带来更多的运动场景和体验,但是请给我们一点点时间,都会有的,小米手环将来取代骑行车上的码表并不是空谈。

小米手环教程答疑汇总(三):计步器原理

  延伸阅读

  注1:ADXL362

  ADXL362是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计,输出数据速率为100 Hz时功耗低于2 μA,在运动触发唤醒模式下功耗为270 nA。与使用功率占空比来实现低功耗的加速度计不同,ADXL362没有通过欠采样混叠输入信号;它采用全数据速率对传感器的整个带宽进行采样。

  ADXL362通常提供12位输出分辨率;在较低分辨率足够时,还提供8位格式化数据以实现更高效的单字节传送。测量范围为±2 g、±4 g及±8 g,±2 g范围内的分辨率为1mg/LSB。噪声电平要求低于ADXL362正常值550 μg/√Hz的应用可以选择两个低噪声模式(典型值低至175 μg/√Hz)之一,电源电流增加极小。

  除了超低功耗以外,ADXL362还具有许多特性来实现真正的系统级节能。该器件包含了一个深度多模式输出FIFO、一个内置微功耗温度传感器和几个运动检测模式,其中包括可调阙值的睡眠和唤醒工作模式,在该模式下当测量速率为6HZ(大约)时功耗低至270nA。如有需要,可在检测到运动时提供一个引脚输出来直接控制外部开关。此外,ADXL362还支持对采样时间和/或外部时钟进行外部控制。

  ADXL362可以在1.6V至3.5V的宽电源电压范围内工作,并且必要时可以与采用独立低电源电压工作的主机接口。

  资料来源:ADI官方网站

  注2:三轴加速度传感器

  基于重力加速度的基本原理去实现工作的,加速度是个空间矢量,一方面,要准确了解物体的运动状态,必须测得其三个坐标轴上的分量;另一方面,在预先不知道物体运动方向的场合下,只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点,可以测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质,在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到广泛的应用。

  注3:“测不准定律”

  由于物体运动的时候,时时刻刻都会受到毗邻阻力的影响。而这种毗邻阻力又与物体的运动状态有关,因而物体运动的时候,其状态就不可能准确测量。

  相关阅读:

  《小米手环教程答疑汇总(一):充电11问》

  《小米手环教程答疑汇总(二):如何优雅的点亮指示灯》

  《小米手环教程答疑汇总(四):蓝牙4.0那点事儿》

   《小米手环教程答疑汇总(五):睡眠分析原理》

   《小米手环教程答疑汇总(六):功能介绍》

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

更多详情>>

联系我们

  • 联系人:章清涛
  • 热线:18611695135
  • 电话:
  • 传真:
  • 邮箱:18210150532@139.com

Copyright © 2015 ilinki.net Inc. All rights reserved. 智汇工业版权所有

电话:010-62314658 邮箱:service@ilinki.net

主办单位:智汇万联(北京)信息技术有限公司

京ICP备15030148号-1