المرشحات الرقمية ضرورية للغاية في معالجة الأحذية القابلة للارتداء لأن بيانات المستشعرات الأولية غير موثوقة بطبيعتها. المستشعرات المستخدمة في الأحذية الذكية معرضة بشدة للتداخل البيئي والضوضاء الإلكترونية، مما يحجب البيانات الحقيقية. بدون الترشيح، يكون الإشارة مزيجًا من حركة الإنسان والأخطاء العشوائية، مما يجعل التحليل الهادف مستحيلاً.
الحقيقة الأساسية نادرًا ما تكون البيانات الأولية من المستشعرات القابلة للارتداء قابلة للاستخدام في حالتها الأصلية بسبب التلوث بالضوضاء الإلكترونية وعيوب الحركة. الترشيح الرقمي هو مرحلة "التنظيف" الأساسية التي تعزل الترددات الأصيلة لحركة الإنسان، مما يضمن أن الخوارزميات اللاحقة تحلل أنماط المشي الفعلية بدلاً من التداخل.
الضعف المتأصل في بيانات المستشعرات
قابلية التداخل
المستشعرات القابلة للارتداء لا تعمل في فراغ. أثناء جمع البيانات، تتعرض للتداخل البيئي والضوضاء الإلكترونية الداخلية.
تُدخل هذه العوامل اختلافات غير مرغوب فيها في تدفق البيانات. إذا تُركت دون فحص، يمكن لهذه الاختلافات أن تحاكي أو تحجب الإشارة الفعلية التي تحاول قياسها.
مشكلة عيوب الحركة
بالإضافة إلى الضوضاء الإلكترونية، فإن الحركة الفيزيائية للمستشعر نفسه تسبب مشاكل. تُعرف هذه باسم عيوب الحركة.
غالبًا ما تظهر هذه العيوب كتشوهات منخفضة التردد. إنها تمثل تحرك المستشعر أو انحرافه، بدلاً من الحركات الميكانيكية الحيوية المميزة لقدم مرتديها.
كيف تقوم المرشحات الرقمية بتنقية الإشارة
إزالة الضوضاء عالية التردد
تُستخدم المرشحات الرقمية، وخاصة المرشحات منخفضة التمرير، لاستهداف التداخل عالي التردد.
تقوم هذه العملية بإزالة التقلبات السريعة والمتعرجة الناتجة عن الضوضاء الإلكترونية. عن طريق قطع الترددات فوق عتبة معينة، يقوم المرشح بتنعيم الإشارة دون فقدان تفاصيل حركة الإنسان.
إزالة العيوب منخفضة التردد
للتعامل مع عيوب الحركة والانحراف، يتم استخدام المرشحات عالية التمرير.
تقوم هذه المرشحات بإزالة نقاط البيانات البطيئة وغير ذات الصلة. هذا يضمن بقاء خط أساس الإشارة مستقرًا ويمثل الحركة الديناميكية.
عزل الإشارة "الأصيلة"
من خلال الجمع بين هذه الأساليب (غالبًا عبر المرشحات منخفضة التمرير)، يمكن للمهندسين عزل نطاق تردد معين.
يستخرج هذا مكونات التردد الأصيلة لحركة الإنسان. يتجاهل كل شيء خارج نطاق الميكانيكا الحيوية البشرية الطبيعية، تاركًا فقط البيانات المهمة.
التأثير الحاسم على المعالجة اللاحقة
الدقة في استخراج الميزات
بمجرد ترشيح الإشارة، يجب على النظام تحديد خصائص محددة، مثل تأثير الخطوة أو طول الخطوة.
الترشيح هو شرط مسبق لهذا استخراج الميزات. إذا كانت الضوضاء موجودة، فقد يحدد الخوارزمية ذروة ضوضاء كخطوة، مما يؤدي إلى مقاييس غير صحيحة بشكل أساسي.
متانة خوارزميات التصنيف
غالبًا ما تستخدم الأحذية الذكية خوارزميات لتصنيف الأنشطة (مثل المشي مقابل الجري) أو اكتشاف الأحداث (مثل الانزلاق).
البيانات غير المفلترة تضعف هذه الخوارزميات. يضمن الترشيح المتانة، مما يسمح لنماذج التصنيف بالعمل بشكل موثوق من خلال التدريب والتشغيل على أنماط بيانات واضحة ومتسقة.
فهم المقايضات
الموازنة بين تقليل الضوضاء وفقدان البيانات
بينما الترشيح ضروري، إلا أنه يتطلب ضبطًا دقيقًا.
الهدف هو إزالة الضوضاء دون تغيير مكونات التردد الأصيلة. يمكن أن يؤدي الترشيح المفرط إلى تنعيم الحركات السريعة والحقيقية عن طريق الخطأ، بينما يترك الترشيح الناقص النظام عرضة للأخطاء.
تجنب تشويه الإشارة
سلامة الإشارة "الأصيلة" أمر بالغ الأهمية للتطبيق النهائي.
إذا تم تطبيق معلمات ترشيح خاطئة، يتغير شكل الإشارة. يمكن أن يؤدي هذا التشويه إلى تضليل خوارزميات التصنيف، مما يتسبب في سوء تفسير الأحذية الذكية لسلوك المستخدم الفعلي.
اتخاذ القرار الصحيح لمشروعك
الترشيح الرقمي ليس تحسينًا اختياريًا؛ إنه أساس صلاحية البيانات في التكنولوجيا القابلة للارتداء.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو دقة البيانات: تأكد من ضبط مرشحاتك لإزالة الضوضاء الإلكترونية عالية التردد بقوة لمنع الذروات الخاطئة في استخراج الميزات.
- إذا كان تركيزك الأساسي هو متانة النظام: أعط الأولوية للترشيح بنطاق التردد لعزل ترددات حركة الإنسان فقط، مما يمنع خوارزمية التصنيف من الارتباك بسبب العيوب البيئية.
من خلال فصل الإشارة عن الضوضاء بفعالية، تحول المرشحات الرقمية النبضات الكهربائية الأولية إلى رؤى موثوقة وقابلة للتنفيذ.
جدول الملخص:
| نوع المرشح | المشكلة المستهدفة | التأثير على جودة الإشارة |
|---|---|---|
| مرشح منخفض التمرير | ضوضاء إلكترونية عالية التردد | ينعم الإشارة عن طريق إزالة التقلبات المتعرجة. |
| مرشح عالي التمرير | عيوب الحركة وانحراف خط الأساس | يستقر خط الأساس عن طريق إزالة البيانات البطيئة وغير ذات الصلة. |
| مرشح بنطاق تمرير | تداخل متعدد المصادر | يعزل نطاق التردد الأصيل لحركة الإنسان. |
| استخراج الميزات | ذروات الضوضاء غير المفلترة | يضمن دقة مقاييس مثل طول الخطوة والتأثير. |
ارفع أداء أحذيتك الذكية مع 3515
تبدأ الدقة في البيانات بأجهزة عالية الجودة وتكامل خبير. بصفتنا شركة مصنعة واسعة النطاق تخدم الموزعين وأصحاب العلامات التجارية، تقدم 3515 قدرات إنتاج شاملة لجميع أنواع الأحذية. توفر سلسلتنا الرائدة أحذية السلامة، جنبًا إلى جنب مع أحذية التكتيكات، والأحذية الخارجية، والأحذية الرياضية، المنصة المثالية لدمج التكنولوجيا المتقدمة القابلة للارتداء.
اشترك معنا للاستفادة من محفظتنا الواسعة وضمان أن تقدم منتجات الأحذية الذكية الخاصة بك رؤى قوية وقابلة للتنفيذ لعملائك. اتصل بنا اليوم لمناقشة احتياجات التصنيع بالجملة الخاصة بك وشاهد كيف يمكننا تحقيق رؤيتك.
المراجع
- Eghbal Foroughi Asl, A. Jalali. Statistical Database of Human Motion Recognition Using Wearable IoT—A Review. DOI: 10.1109/jsen.2023.3282171
تستند هذه المقالة أيضًا إلى معلومات تقنية من 3515 قاعدة المعرفة .
المنتجات ذات الصلة
- مُصنّع أحذية تكتيكية متينة عالية الكاحل بالجملة للطلبات المخصصة والجماعية
- مصنع أحذية التدريب القابلة للتنفس بالجملة أحذية رياضية مخصصة للتدريب بالجملة
- أحذية السلامة الرياضية الفاخرة من جلد الغزال للطلبات بالجملة والكميات الكبيرة
- مُصنِّع أحذية السلامة بالجملة لطلبات تصنيع المعدات الأصلية بالجملة والمخصصة
- إنتاج مصنع أحذية التدريب القابلة للتنفس والمبطنة بالجملة أحذية التدريب المبطنة والمخصصة
يسأل الناس أيضًا
- ما هي ميزات الراحة الإضافية التي يجب مراعاتها في الأحذية التكتيكية؟ تعزيز القدرة على التحمل والأداء
- كيف تختلف الأحذية التكتيكية عن الأحذية العادية في التبطين والحشو؟ اكتشف مفتاح الأداء والحماية
- لماذا تتميز الأحذية التكتيكية بدعم عالٍ للكاحل؟ افتح أقصى درجات الثبات والوقاية من الإصابات
- كيف تختلف الأحذية التكتيكية عن الأحذية العادية؟ دليل الأداء المصمم خصيصًا
- كيف تختلف الأحذية التكتيكية عن أحذية القتال من حيث المرونة؟ المرونة مقابل التدريع مشروحة
