手机传感器简介课件.pptx

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1、手机传感器简介主要内容：手机传感器类型简介手机传感器的实际应用手机传感器类型简介：概述手机传感器，顾名思义就是用在手机上的传感器。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的、被测量的信号，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。手机传感器类型简介：方向传感器手机方向传感器是指安装在手机上用以检测手机本身处于何种方向状态的部件，它不是通常理解的指南针的功能。手机方向检测功能可以检测手机处于正竖、倒竖、左横、右横，仰、俯状态。具有方向检测功能的手机具有使用更方便、更具人性化的特点。例如，手机旋转后，屏幕图像可以自动跟着旋转并切换长宽比例，文字或

2、菜单也可以同时旋转，使你阅读方便。Orientation sensor=方向传感器手机传感器类型简介：距离传感器工作原理：通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离。距离传感器是通过测时间来实现测距离的 应用:这个传感器在手机上的应用是当我们打电话时，手机屏幕会自动熄灭，当你脸离开，屏幕灯会自动开启，并且自动解锁。这个对于待机手机较短的智能手机来说是相当实用的。现在很多智能手机都装备的这个传感器。手机传感器类型简介：陀螺仪原理：陀螺仪的测量物理量是偏转，倾斜时的转动角速度。在手机上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，测不到转

3、动的动作，陀螺仪则可以对转动，偏转的动作做很好的测量，这样就可以精确分析判断出使用者的实际动作。而后根据动作，可以对手机做相应的操作！手机传感器类型简介：陀螺仪动作感应的GUI：通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现菜单，目录的选择和操作的执行；拍照时的图像稳定，防止手的抖动对拍照质量的影响；GPS的惯性导航：当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近，没有GPS讯号时，可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移，从而继续导航；目前手机中采用的三轴陀螺仪用途主要体现在游戏的操控上，有了三轴陀螺仪，我们在玩现代战争等第一人称射击游戏时，可以完全摒弃以前通过方向按键来控制游戏的操控方式，我们只需要通过移动手

4、机相应的位置，既可以达到改变方向的目的，使游戏体验更加真实、操作更加灵活。利用三轴陀螺仪进行体感控制的游戏手机传感器类型简介：光线传感器 光线传感器，也就是感光器，是能够根据周围光亮明暗程度来调节屏幕明暗的装置。就是在光线强的地方手机屏幕会变暗，达到节电并更好观看屏幕的效果，在光线暗的地方自动将屏幕变亮。可以在工具设置中设置自动调节屏幕亮度。这个传感器也主要起到节省手机电力的作用，毕竟现在的智能手机的待机时间都很令人头痛，能节省就节省吧Light sensor=光线传感器光线传感器手机传感器类型简介：重力传感器和加速度传感器手机重力感应技术：利用压电效应实现，简单来说是测量内部一片重物(重物和

5、压电片做成一体)重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。通过对力敏感的传感器，感受手机在变换姿势时，重心的变化，使手机光标变化位置从而实现选择的功能。加速度传感器：当手机下落是，感应到加速度，就会自动关闭手机和存储卡，以保护手机。控制赛车运动方向控制小球滚落方向手机传感器类型简介：磁力传感器Magnetic Field sensor=磁力传感器磁力传感器简称为M-sensor，返回x、y、z三轴的环境磁场数据。该数值的单位是微特斯拉（micro-Tesla），用UT表示。单位也可以是高斯（Gauss），1Tesla=10000Gauss。硬件上一般没有独立的磁力传感器，磁力数据由电子罗盘传

6、感器提供（E-compass）。电子罗盘传感器同时提供方向传感器数据。手机传感器类型简介：电子罗盘，也叫方位感应器（传感器）电子罗盘是利用地磁场来定北极的一种方法。古代称为罗经，现代利用先进加工工艺生产的磁阻传感器为罗盘的数字化提供了有力的帮助。现在一般有用磁阻传感器和磁通门加工而成的电子罗盘。这个就是电子版指南针，配合GPS和地图时非常好用。电子罗盘，也叫数字指南针。手机传感器类型简介：气压传感器气压传感器：气压传感器的工作是通过一个对压强很敏感的薄膜元件工作，薄膜连接了一个柔性电阻，当大气压变化时候，就会导致电阻阻值产生变化。气压传感器的作用主要用于检测大气压、当前高度以及辅助GPS定位。

7、手机传感器类型简介：电容式触摸屏 电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。手机传感器类型简介：其他NFC传感器红外传感器指纹识别手机传感器的实际应用：基于手机传感器检测多种热身动作手机传感器的实际应用：课题来由(1/2)跑步有益身体健康，能够帮助人们放松身心马拉松规模：2016年 328场 超过280万人参加(2015年 134场 200万人)，2011的十多倍，2020年预计有500场马拉松赛事容易引起膝盖、踝关节等关节劳损，尤其是膝盖胫骨筋膜炎、足底筋

8、膜炎等过劳伤2016年3月20日，广东清远马拉松中，有1.2万人次接受治疗，其中晕倒20人，危重症5人，进ICU（重症监护室）3人跑步运动日渐流行升高体温、唤醒机体、激活肌肉、调动心肺促进关节滑液分泌、减少岔气、促进散热缺乏基础的跑步知识容易导致关节损伤、肌肉拉伤充分的热身活动能够有效减免受伤概率手机传感器的实际应用：课题来由(2/2)跑步运动日渐流行缺乏基础的跑步知识容易导致关节损伤、肌肉拉伤充分的热身活动能够有效减免受伤概率手机传感器的实际应用：相关背景(1/2)人体动作识别（HAR：Human Activity Recognition）移动手机传感器（mobile phone sensi

9、ng）视觉、图像-惯性传感器系统陀螺仪、加速度传感器、磁力传感器等手机传感器的实际应用:研究现状(1/3)在特定领域的背景下（如健康、人机交互、体育）检测是否存在某种动作：使用手环识别吸烟手势1通过检测端茶等活动中是否有手抖现象检测痴呆迹象2使用手腕装置做三维的人机交互3优点 动作识别流程清晰：数据预处理、分段、提取特征、分类不足 没有统一的特征提取范式，特征需要视情况而定；大部分研究依赖特定的设备2023/1/2519手机传感器的实际应用:研究现状(2/3)动作质量评估：在检测到目标动作的基础上，代替相关领域的专家评估动作的质量通过可穿戴式设备检测攀岩动作，然后根据检测到的攀岩者的力量、控制

10、能力、稳定性和速度等方面评估动作质量4建立数据驱动、以规则为基础的技巧判定框架5优点 代替专家做动作质量判定，应用前景广泛不足 特定动作质量的判定相对简单，依赖于实验者选择的判定依据；通用评估框架还不完善，处于探索阶段。2023/1/2520手机传感器的实际应用:研究现状(3/3)1.Parate,Abhinav,et al.Risq:Recognizing smoking gestures with inertial sensors on a wristband.Proceedings of the 12th annual international conference on Mobile

11、 systems,applications,and services.ACM,2014.2.Hoey,Jesse,et al.Rapid specification and automated generation of prompting systems to assist people with dementia.Pervasive and Mobile Computing 7.3(2011):299-318.3.Kim,David,et al.Digits:freehand 3D interactions anywhere using a wrist-worn gloveless sen

12、sor.Proceedings of the 25th annual ACM symposium on User interface software and technology.ACM,2012.4.Ladha,Cassim,et al.ClimbAX:skill assessment for climbing enthusiasts.Proceedings of the 2013 ACM international joint conference on Pervasive and ubiquitous computing.ACM,2013.5.Khan,Aftab,et al.Beyo

13、nd activity recognition:skill assessment from accelerometer data.Proceedings of the 2015 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing.ACM,2015.2023/1/2521手机传感器的实际应用:预期目标(1/1)2023/1/2522各个动作的正确识别率分别达到90%以上设计合理的热身检测流程实验方案:(1/5)2023/1/2523实验方案:方法A(2/5)2023/1/2524Android APP加

14、速度传感器、时间戳等保存为CSV格式去除离群点去除直流分量对原始数据进行缩放实验方案:方法A(3/5)2023/1/2525滑动窗口分片太长会导致数据处理时间过长分片过短则会使片段包含信息过少，不具有代表性时域特征：ZCR、RMS频域特征：Spectral Slope统计特征：Statistics Domain FeaturesSVMK*Random ForestRNNZhao,Zhenhua,et al.iRun:A Smartphone-Based System to Alert Runners to Warm Up Before Running.International Confere

15、nce on Wireless Algorithms,Systems,and Applications.Springer International Publishing,2016.(CCF C)实验方案:方法B-CNN(4/5)2023/1/2526需要关注：网络深度核函数大小、数量DropOut等泛化方法实验方案:方法B-RNN(5/5)2023/1/2527需要关注：数据输入格式Cell格式Cell个数Implement:代码主要流程2023/1/2528Implement:2023/1/2529l默认采样率是50Hz，即每秒采集50个数据l默认滑动距离为1秒Implement:weka

16、文件格式2023/1/2530Implement:提取特征2023/1/2531Implement:weka分类2023/1/2532Implement:weka分类2023/1/2533作业:2023/1/2534下载weka完成实验流程比较不同分类器的效果（至少四种，例如RandomForest，KNN等），包括运行时间、分类准确率等比较不同滑动窗口大小对实验结果的影响开放性题目：设计新的features采集、处理感兴趣的手机传感器数据链接：http:/ 密码：e1pj注:matlab程序流程入口是newMain.mdefine.m里定义了一些常用参数Weka官网下载：http:/www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka/downloading.html资源下载：课件及程序代码ThanksThanksThanksThanksQ Q Q Q&A A A A2023/1/2536