Author(s): Pereira, Samuel Pinho
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/6573
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Acelerómetro; Marcha; Deteção de pico; Contagem de passos; Filtros; Accelerometer; Gait; Step detection; Step counting; Filters
Com a massificação do uso da tecnologia no dia-a-dia, os sistemas de localização têm vindo a aumentar a sua popularidade, devido à grande diversidade de funcionalidades que proporcionam e aplicações a que se destinam. No entanto, a maior parte dos sistemas de posicionamento não funcionam adequadamente em ambientes indoor, impedindo o desenvolvimento de aplicações de localização nestes ambientes. Os acelerómetros são muito utilizados nos sistemas de localização inercial, pelas informações que fornecem acerca das acelerações sofridas por um corpo. Para tal, neste trabalho, recorrendo à análise do sinal de aceleração provindo de um acelerómetro, propõe-se uma técnica baseada na deteção de passos para que, em aplicações futuras, possa constituir-se como um recurso a utilizar para calcular a posição do utilizador dentro de um edifício. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento da análise e identificação do sinal de aceleração obtido num pé, por forma a determinar a duração de um passo e o número de passos dados. Para alcançar o objetivo de estudo foram analisados, com recurso ao Matlab, um conjunto de 12 dados de aceleração (para marcha normal, rápida e corrida) recolhidos por um sistema móvel (e provenientes de um acelerómetro). A partir deste estudo exploratório tornou-se possível apresentar um algoritmo baseado no método de deteção de pico e na utilização de filtros de mediana e Butterworth passa-baixo para a contagem de passos, que apresentou bons resultados. Por forma a validar as informações obtidas nesta fase, procedeu-se, seguidamente, à realização de um conjunto de testes experimentais a partir da recolha de 33 novos dados para a marcha e corrida. Identificaram-se o número de passos efetuados, o tempo médio de passo e da passada e a percentagem de erro como as variáveis em estudo. Obteve-se uma percentagem de erro igual a 1% para o total dos dados recolhidos de 20, 100, 500 e 1000 passos com a aplicação do método proposto para a contagem do passo. Não obstante as dificuldades observadas na análise dos sinais de aceleração relativos à corrida, o algoritmo proposto mostrou bom desempenho, conseguindo valores próximos aos esperados. Os resultados obtidos permitem afirmar que foi possível atingir-se o objetivo de estudo com sucesso. Sugere-se, no entanto, o desenvolvimento de futuras investigações de forma a alargar estes resultados em outras direções.
With the widespread use of technology in nowadays location systems have been increasing in popularity. Their diversity of features and applications that can provide is vast. However, most positioning systems do not work well in indoor environments that limit the development of location applications in these environments. Accelerometers are very used in inertial tracking systems due to the information that provides about the acceleration caused in the body. For this purpose, supported by a study of signal of acceleration from one accelerometer, it is showed a technique based on the step detection to calculate the position of the user within a building for applications in the future. Therefore, this paper aims to contribute to the development of analysis and identification of the acceleration signal obtained from a foot, in order to determine the duration of a step and the number of steps. To achieve the goal of this study were analyzed with Matlab a set of 12 data acceleration (normal and fast walk and run) collected by a mobile system (received from an accelerometer). The results from this exploratory study showed that it is possible to make an algorithm based on peak detection method. The use of this method with the combination of the implementation of the median filters and low-pass Butterworth for counting steps showed good results. In order to validate the results obtained at this stage was carry out a series of experimental tests from the collection of 33 new data for walk and run. Were identified as the variables of this study: the number of steps made, time of step and stride and the percentage of error. With the method proposed for counting steps was obtained a 1% of error for the total data collected (20, 100, 500 and 1000 steps). Despite the difficulties come upon in analyzing the signals of acceleration from run data the proposed algorithm obtained good performance, with values close to those expected. The results demonstrate that it was possible to attain the main goal of this study with success. It is suggested, however, the development of future investigations in order to extend these findings in other directions.
