Estimación de la velocidad del nadador desde el sensor IMU

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Estoy tratando con el problema de la estimación de la velocidad del nadador. Al mismo tiempo, se adquieren los datos del sensor IMU y del sistema conectado. Los datos del sistema atado son datos de referencia. A partir de la aceleración del sensor IMU, se adquirieron datos de la velocidad angular y la fuerza del campo magnético. El sensor IMU se colocó en la espalda baja.

Datos de ejemplo de un sistema conectado para una prueba:

LamejorvelocidaddeIMUqueestimofue:

y para el propósito de comparación:

Mis preguntas son:

  1. Como puede verse, las curvas no se superponen exactamente. ¿Es posible mejorar los resultados para el sensor IMU?
  2. ¿Tiene alguna idea de cómo procesar previamente los datos de IMU?
  3. ¿Cómo mejorar los datos del sistema atado?
pregunta cabal

2 respuestas

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Entonces, primero que nada, después de ver los datos de aceleración que envió, es crucial considerar lo que pueden representar los datos. Parece que dada la escala de tiempo, su dispositivo está captando un movimiento muy repetitivo. Se puede decir en base a los picos altos que se repiten. Ahora una pregunta es cómo se está usando esto. Lo que estoy adivinando es que cuando el nadador sube y baja o gira a la izquierda y a la derecha, experimentan este movimiento. Este movimiento se manifestará con diferentes frecuencias según el lugar donde se monta y, por lo tanto, el acoplamiento al cuerpo. Este acoplamiento determina la precisión de los datos y el anclaje general de todos los sistemas. Como este no es un cuerpo rígido, experimentará retrasos y disipación de fuerzas. En la piel, la ropa, el cabello, etc., estos te dan diferentes frecuencias de filtro.

Si usa esto como un cinturón, digamos, querrá filtrar las frecuencias correspondientes a su arrastre a través de su piel y la tela moviéndose hacia adelante y hacia atrás. Este movimiento oscilante probablemente se mostraría como una aceleración más cambiante de lo que se vería en un nadador general. Usted se beneficiará de un filtro de media móvil. Además, las grandes puntas repetitivas son probablemente de golpes en la superficie del agua como una suposición rápida. Realice un filtro de mediana en los datos de aceleración para deshacerse de estos movimientos que no muestran la velocidad del usuario. Luego obtén la velocidad, que será mucho más limpia.

Estas cosas no mejorarán el sistema, sino saber cómo el sistema se manifiesta en los datos es más valioso. Puede predecir por qué el sistema no está conectado según el montaje y filtrar los datos de ruido de alta frecuencia. Cualquier otra mejora se podría hacer en miniaturización o más filtrado mecánico con la carcasa. No dude en responder con más detalles sobre el sistema si desea más información. Espero que esto ayude.

    
respondido por el mcmiln
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No esperaría que el sistema atado coincida con el nadador; no están estrechamente acoplados. Retire su IMU del nadador y construya un accesorio de prueba fuera del agua con un perfil de movimiento / velocidad que se conoce con bastante precisión. Conecte la IMU al dispositivo para validar que está leyendo la trayectoria / velocidad conocida.

No hay nada de malo en integrar las señales del acelerómetro; La integración suaviza el ruido de alta frecuencia. El problema, como dijo @Ignacio, es la alineación inicial de su sistema: los giroscopios. Debe inicializar y mantener un marco de referencia vertical local para resolver sus vectores de acelerómetro integrado.

    
respondido por el docscience

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