给狗狗戴上手机真的可以计算步数吗？
微信运动是用来计步的。 只要有足够的步数，就可以占领别人的屏幕——称霸屏幕。
微信、QQ等社交软件都有运动这一功能。 一旦激活，每天的步数就会被排序在里面。 步数最多的可以成功占领别人的体育封面主页，排名靠前的还可以获得几十甚至上百个点赞。
然而，如今，如果你想称霸屏幕，就必须用好的方式来做到这一点。 金华有个小伙子称霸荧幕，但不仅没有点赞，还很尴尬。 为了获得第一名，他把手机绑在狗身上。
小林是金华一家公司的员工。 他所在部门的大部分工作都是坐着工作，所以步行运动很快在部门里流行起来。 前段时间，办公室里有七八个同事加入了微信练习，每天互相比较步数。 为了增加积极性，同事们一致同意，只要有一个人连续一周计步在办公室排名第一，其他人就在周末“收款”。 “请他吃一顿大餐，刚开始的几天，大家轮流排名第一，但到了第二周，小林突然成了一匹黑马，连续五六天，每天走近三万步。不不仅瞬间击败了办公室同事，而且每天在所有微信好友中，他都排名第一，拿到了第一名。临近周末，同事们看到小林时都惊讶不已：“我只是尝试着每天步行一万步以上。 走了三万多步，我们可能跟不上。”
每次听到夸奖，萧林都笑笑，不说话。 然而，就在盛宴即将到来的时候，小林却发生了一件事情。 前几天的一个晚上，小林的一位同事吃完晚饭在河边散步。 他远远地就看到小林带着他的泰迪狗在散步。 他只是想上去和他聊聊，交流一下走路的心得。 没说几句话，同事们就觉得小林有些不对劲。 他似乎很慌张，想要立刻逃走。
“对了，你今天走了多少步？拿出手机，让我拜拜你。” 同事的话让小林慌了。 经过询问半天，同事发现手机根本不在小林身上，而是在小林的身上。 绑在泰迪狗的狗绳上 - 这是真正的“狗替代品”。 现在，两人都尴尬了。
最后，小林同意请部门里的所有人吃一顿丰盛的晚餐，这才扭转了局面。
为什么泰迪狗身上绑了手机会比人走更多的步数？
大家推断，一是小狗比较好动，二是小狗有四条腿，步幅小。 对于他们来说，两万到三万步不过是毛毛雨而已。
爱抖腿的丈夫，比妻子多走三千步。 除了让狗帮你遛之外，遛圈作弊的方法还有很多。 最常见的是摇手机和摇腿。 我们测试了一下，最终，一对同样使用苹果手机、整天一起搬家的年轻夫妇，爱抖腿的丈夫能比妻子多走3000多步。
为什么计步器这么容易被骗？
计步器的原理是一个传感器，传感器内部有一个陀螺仪。 当我们运动时，我们的身体会发生起伏，传感器会将信息转换为步数。 当计步器收到抖动或晃动时，计步器会误认为您正在步行。 许多同行者承认，他们为了获得更高的排名而“作弊”。
1、手机手环上的运动步数是怎么来的？
简单来说：能够准确统计步数包括两个方面：硬件和软件算法，两者缺一不可。 硬件是指内置强大的三轴加速度传感器。 其实，三轴加速度传感器并不神秘。 大多数中高端手机都配备了加速度传感器。 三轴加速度传感器的三轴是指空间中的X、Y、Z三个维度。 有了这三个维度，手环就可以捕捉到手环在使用过程中的加速度变化，从而生成数据。 重力加速度大家在初中物理课上都学过，这里就不详细说了。 软件算法：编程器根据三轴加速度实时捕捉三维空间的各种数据。 经过滤波、峰谷检测等过程，程序员利用各种算法和科学严谨的逻辑运算，最终将这些数据转化为手环APP。 终端上的可读数字、步数、距离、燃烧的卡路里等都会呈现给最终用户。
这项工作是根据重力加速度的基本原理来实现的。 加速度是空间矢量。 一方面，要准确了解物体的运动状态，必须测量其在三个坐标轴上的分量； 另一方面，物体的运动方向事先是未知的。 此时，仅使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、重量轻的特点。 它可以测量空间加速度，全面、准确地反映物体的运动特性。 广泛应用于航空航天、机器人、汽车、医药等领域。
2. 运动计步功能与哪些因素有关？
加速度传感器和算法是极其精密的东西。 一般来说，当您拿到手环并第一次设置时，一定要如实、准确地填写所有信息！ 包括性别、身高、体重、年龄，这些轻微的误差都会直接影响加速度传感器的数据捕捉，进一步影响算法运行，导致计步不准确、距离数据不准确、卡路里消耗值不准确。 这会导致数据不理想，从而影响你的个人运动数据。 您的手臂姿势、步幅、体型、路面的光滑程度、上坡和下坡都会影响步数数值。
3、为什么有少部分同学感觉手环不够精准？
事实是，手镯有一定范围内的公差是正常的。 然而，物理学中存在“不确定性定律”。 每个手环都使用加速度传感器作为计步的主要依据。 但由于设备和算法水平不同，因此各种手环记录的步数不一致。 在手环的研发过程中，专门针对不同人群（包括职业运动员）对比了各种运动手环，包括带有GPS模块、高度计、气压计等各种传感器的运动手表。 对比结果显示：该环具有极高的计步精度，数据与、等专业运动计步手表基本一致。 当然，这离不开传感器和优秀的算法。 即便如此，我们还是觉得还不够好。 程序员还在进一步优化运动算法，尽可能过滤掉日常生活中不规则的运动手势和动作（也就是我们所说的“过滤杂波”），从而让手环的功能更加丰富。 准确性处于最佳状态。 手环计步器的准确度与人的行走姿势和行走习惯有关。
但如果狗狗的运动频率、幅度、次数与人类相似，也可以通过给泰迪、哈士奇等狗狗佩戴手机来测试计步效果。
至于绑在狗身上的手机是否可以计步。 这取决于：首先，算法是否过滤掉了狗的运动模式； 第二，狗的运动三轴传感器的波形与人类的相似程度如何。
“不确定性定律”因为物体运动时，时刻都会受到邻近阻力的影响。 而这个相邻电阻与物体的运动状态有关，因此当物体运动时，无法准确测量其状态。
4、如何准确测量？
要检测步数，首先需要对人的行走姿势有一定的了解。 行走时，脚、腿、腰、手臂都在运动，它们的运动都会产生相应的加速度，在某一点会出现峰值。 从脚部的加速度来检测步数是最准确的，但考虑到携带的方便性，我们选择利用腰部的运动来检测步数。 如图1所示，行走时腰部垂直上下运动，每一步开始都有比较大的加速度。 通过检测加速度的峰值即可得到行走步数。
从腰部佩戴计步器采集到的垂直加速度曲线可以明显看出有四个峰值，代表步行四步，说明利用腰部垂直加速度来检测步数是可行的。
据资料显示，人行走的垂直加速度在±1g之间（1g为9.8m/s，即重力加速度）。 考虑到重力加速度的影响，可选择测量范围为±2g的加速度传感器来实现测量。 计步器。 它是美国AD公司的一款低功耗、二维加速度传感器。 它输出一个数字信号，其占空比（T1/T2）与加速度成一定比例，如图3所示。因此，可以直接用单片机的计数器测量该信号。 无需AD转换电路或其他特殊电路。
计步器的原理框图如图所示。 采集加速度信息并将数据发送至单片机进行处理； 单片机控制整个系统的工作并从数据中检测步数并发送给LCD进行显示； 外部控制按钮可打开和关闭。 机器控制和功能选择等
本文不详细介绍电源转换、LCD显示等电路，而是重点介绍芯片的电路设计。 它可以输出两个信号：从图5可以看出电路设计并不复杂。 为了获得有用的信号，我们需要设置其采样频率和采样带宽。 上述两个量是由电路图中电阻Rset和电容Cx的值决定的。
如果采样频率太低，则无法准确反映数据的变化； 如果太高，则会引入大量无用信息，增加系统的计算复杂度。 需要根据实际情况选择合适的采样频率。 据资料显示，人们步行的频率一般为110步/分钟（1.8Hz），跑步的频率不会超过5Hz。 选择100Hz的采样频率可以更准确地反映加速度的变化。 1/T2为数据的采样频率，计算方法为T2=RSET(Ω)/125MΩ。 RSET的范围可以是500kΩ~2MΩ。 这里我们选择RSET=1.25MΩ，采样频率为100Hz。
滤波器带宽定义为需要检测的最高频率，由滤波电容Cx设定。 带宽的设置会影响噪声的大小和分辨率。 从附表可以看出，带宽越小，噪声越小，分辨率越高。 减小滤波器带宽有利于降低噪声、提高分辨率。 但数据曲线越尖锐，包含的高频成分越多，滤波带宽减小，采集到的数据曲线变得更平滑，峰值相应变小，这对我们的峰值检测是不利的。 因此，我们折衷取滤波器带宽为50Hz，按照公式F-3dB=1/(2π(32kΩ×C(x,y))计算，Cx选择0.10μF。
根据获得的X轴数据，通过软件处理即可得到我们需要的加速度信息。
加速度的计算公式如下：
一般0g（即加速度为零）时的占空比为50%，1g时的占空比为12.5%，则A(g)=(T1/T2-0.5)/0.125。
从芯片手册可以看出，各个芯片在0g时的占空比差异很大，从25%到75%不等。 为了准确计算加速度，必须校准 0g 和 1g 下的占空比。 此外，计算加速度需要两次除法运算。 上述两个因素需要复杂的计算才能获得加速度。 考虑到我们的最终目标是检测加速度峰值的数量，而我们并不关心加速度的具体值，因此T1可以充分反映加速度的变化趋势。 因此，选择测量T1并检测峰值即可得到我们需要的步数。
利用单片机的中断和计数器可以实现T1的测量。 如图3所示，计数在上升沿Ta开始，在下降沿Tb停止计数。 读取数据并清零计数器，等待下一个上升沿重新开始计数。 获得T1的数据后，可以通过单片机进行峰值检测来确定步数。
通过阈值判断实现峰值检测。 判断阈值的选择非常关键。 如果太高，会造成漏判； 如果太低，就会造成误判。 用单一的阈值来实现准确的判断并不容易。 解决办法是选择两个阈值A和B，当数据大于阈值B且后续变化小于阈值A时，判断为一步。 这样可以有效消除干扰效应。
如果检测准确的话，产品方向真的是正确的吗？
据说很多用过小米手环的人都感觉手环统计的步数比普通手机的要高。 另外，听说华为投入了很多医生和专家来研究手环、手表、手机的计步算法，试图让计步更加准确。 步骤非常精确。
从屏幕统治力的角度来看，也许计步器的准确性可能不是客户所需要的。