Giá trị trung bình của phương sai của Acc được tổng kết trên bảng 2.4. Dựa trên bảng tổng hợp kết quả 2.4, tác giả lựa chọn cửa sổ tính phương sai là 20 mẫu (tương đương một bước chân) với ngưỡng xác định trạng thái đi bình thường, đi nhanh là A = 2. Lựa chọn này mang lại tốc độ tính toán và độ chính xác thống kê phù hợp.
Thuật toán là V[Acc] < A thì bước là trung bình, tức đi bình thường V[Acc] A thì bước là dài, tức đi nhanh
Bảng 2.4: Giá trị trung bình phương sai của Acc theo thời gian
Kích thước cửa sổ Đi bình thường Đi nhanh
10 0,90 2,25
20 1,52 2,79
Khác biệt về phổ
Tần số bước của con người liên quan đến tốc độ di chuyển, từ đó ảnh hưởng đến chiều dài bước chân. Dựa vào phổ tần số khi di chuyển có thể ước lượng chiều dài mỗi bước chân. Hình 2.23 biểu diễn phổ tần số trong các trường hợp người dùng đi chậm, đi bình thường, và đi nhanh.
Kết quả biểu diễn cho thấy có sự khác biệt về tần số theo trạng thái đi của người dùng. Trong trường hợp đi chậm, tần số cơ bản khoảng 1,5 Hz. Trong khi đó, tần số này lần lượt là 2 và 3 trong trường hợp đi bình thường và đi nhanh.
Hình 2.23: Phổ tần số của tín hiệu Acc [13]
Tác giả cũng thực hiện phân tích phổ của tín hiệu Acc trong trường hợp đi bình thường và đi nhanh trên hình 2.24 (lặp lại 15 lần). Ở trạng thái đi bình thường, năng lượng tập trung ở tần số 2 Hz, trong khi đi nhanh là 2,5 ÷ 3 Hz, phổ trải rộng hơn so với đi bình thường.
Hình 2.24: Phổ tần số của tín hiệu Acc khi người dùng ở trạng thái đi
bình thường và đi nhanh
Như vậy, cả phương pháp khác biệt về phương sai và khác biệt về phổ đều có dấu hiệu để phân tách cho trường hợp đi bình thường và đi nhanh. Tuy nhiên xét về góc độ phức tạp của thuật toán thì phương pháp dựa trên khác biệt về phương sai của tín hiệu Acc là ưu việt hơn so với phương pháp dựa trên khác biệt phổ phải tính chu kỳ lặp lại của tín hiệu Acc hay thực hiện việc xác định điểm không và thời gian tương ứng với các điểm không đó.
Phương pháp thứ hai có thể được thực hiện thuận lợi hơn nếu phần phát hiện bước chân sử dụng phương pháp phát hiện điểm không.
Kết luận chương II
Chương này trình bày và phân tích dạng tín hiệu cảm biến gia tốc, các phương pháp phát hiện, ước lượng bước chân, mô phỏng và lựa chọn phương pháp ước lượng bước chân phù hợp làm cơ sở xây dựng hệ thống trong Chương III.
CHƯƠNG III. THỰC THI HỆ THỐNG PDR TRÊN ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH
Chương III thực hiện việc thực thi hệ thống tự trị PDR dựa trên việc phân tích lý thuyết ở chương I và kết quả lựa chọn thuật toán ở chương II. Do tính phổ biến, tác giả lựa chọn viết ứng dụng V_IPS cho điện thoại sử dụng hệ điều hành Android.
3.1. Giới thiệu về Android 3.1.1. Giới thiệu 3.1.1. Giới thiệu
Android là một nền tảng mã nguồn mở, các nhà phát triển thiết bị hay người dùng có thể truy cập được vào toàn bộ hệ thống mã nguồn của Android và tạo ra các chỉnh sửa sao cho phù hợp với nhu cầu.
3.1.2. Quy trình tạo một ứng dụng trên Android Studio
Android Studio là một phần mềm bao gồm các bộ công cụ khác nhau dùng để phát triển ứng dụng chạy trên thiết bị sử dụng hệ điều hành Android.
Quy trình tạo một ứng dụng gồm 3 phần:
- Thiết kế giao diện: Dựa vào các thẻ được cung cấp trong Android Studio và căn cứ vào yêu cầu đặt ra để bố trí giao diện cho phù hợp.
- Ánh xạ giao diện sang phần quản lý code: Gán ID cho những hàm thực hiện chức năng cho từng thuộc tính trên màn hình.
- Code chức năng cho ứng dụng.
3.2. Hệ thống V_IPS
Hệ thống định vị tự trị trong luận văn có tên là V_IPS được xây dựng trên cơ sở hoạt động của hai cảm biến là: Cảm biến gia tốc sử dụng phương pháp phương sai mẫu để xác định bước chân và ước lượng chiều dài bước chân. Con quay hồi chuyển dùng để xác định góc quay.
3.2.1. Giao diện phần mềm
Giao diện phần mềm V_IPS được giới thiệu trên hình 3.1 với chức năng các layout và các phím như sau: