मुझे अपना एक्सेलेरोमीटर सेंसर डेटा कैसे सामान्य करना चाहिए?


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मैं कई विषयों द्वारा पहने गए कई सेंसर के साथ एकत्र किए गए एक्सेलेरोमीटर डेटा के एक बड़े सेट के साथ काम कर रहा हूं। दुर्भाग्य से, यहां किसी को भी उपकरणों की तकनीकी विशेषताओं का पता नहीं लगता है और मुझे नहीं लगता कि उन्हें कभी पुनर्गठित किया गया है। मेरे पास उपकरणों के बारे में पूरी जानकारी नहीं है। मैं अपने मास्टर की थीसिस पर काम कर रहा हूं, एक्सेलेरोमीटर दूसरे विश्वविद्यालय से उधार लिया गया था और कुल मिलाकर स्थिति थोड़ी असहनीय थी। तो, प्री-बोर्डिंग डिवाइस पर? कोई सुराग नहीं।

मुझे क्या पता है कि वे एक 20Hz नमूना दर के साथ त्रिकोणीय त्वरक हैं; डिजिटल और संभवतः MEMS। मुझे अशाब्दिक व्यवहार और हावभाव में दिलचस्पी है, जो मेरे सूत्रों के अनुसार ज्यादातर 0.3-3.5 हर्ट्ज रेंज में गतिविधि का उत्पादन करना चाहिए।

डेटा को सामान्य करना काफी आवश्यक लगता है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि क्या उपयोग करना है। डेटा का एक बहुत बड़ा हिस्सा बाकी मूल्यों (गुरुत्वाकर्षण से ~ 1000 के कच्चे मूल्यों) के करीब है, लेकिन कुछ चरम हैं कुछ लॉग में 8000 तक, या दूसरों में भी 29000। निचे इमेज देखे । मुझे लगता है कि यह सामान्य करने के लिए अधिकतम या स्टदेव द्वारा विभाजित करने के लिए एक बुरा विचार है।

इस तरह के मामले में सामान्य दृष्टिकोण क्या है? मंझला द्वारा विभाजित? एक प्रतिशत मान? कुछ और?

एक पक्ष के मुद्दे के रूप में, मुझे भी यकीन नहीं है कि अगर मुझे चरम मूल्यों को क्लिप करना चाहिए ..

किसी भी सलाह के लिए धन्यवाद!

संपादित करें : यहां आपको लगभग 16 मिनट के डेटा (20000 नमूने) का एक प्लॉट दिया गया है, जिससे आपको यह पता चल सके कि डेटा को आम तौर पर कैसे वितरित किया जाता है।

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें


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क्या आप अपने माप सेटअप पर थोड़ी अधिक जानकारी प्रदान कर सकते हैं? प्रश्न जो मन में आते हैं: ( 1 ) क्या ये एकल-अक्ष त्वरक या बहु-अक्ष हैं? ( ) क्या वे उच्च-पास फ़िल्टर्ड हैं या नहीं और यदि हां, तो कैसे? (ऐसा लगता है कि वे आपके विवरण के आधार पर नहीं हैं।) ( 3 ) वास्तव में आप क्या माप रहे हैं और ब्याज की सिग्नल की आवृत्ति रेंज क्या है? ( ) सेंसिंग मैकेनिज्म (यानी, एमईएमएस, पीजोइलेक्ट्रिक, कैपेसिटिव, आदि) या आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे एक्सीलेरोमीटर का पार्ट नंबर (?) भी क्या है? ...
कार्डिनल

... (संदर्भ) ( ) क्या ये पूरी तरह से डिजिटल हैं या क्या आपके पास अपना स्वयं का एडीसी (१६-बिट, हो सकता है, आपके द्वारा दिए गए विवरण से)?
कार्डिनल

@कार्डिनल: मैंने आपके प्रश्नों के उत्तर में संपादित किया, पूछने के लिए धन्यवाद। यकीन नहीं होता कि ADC क्या है। मैं प्रयोग में शामिल था, लेकिन डिवाइस मेमोरी से डेटा के निष्कर्षण में नहीं, डेटा संग्रह के बीच एक अंतर है और जहां मुझे बाइनरी लॉग्स का एक गुच्छा मिला है।
Junuxx

हाय, जन्नत। अस्पष्टीकृत संक्षिप्तिकरण (ADC = "एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर") के लिए क्षमा करें; मुझे लगा कि आप इसे अपने प्रश्न के आधार पर पहचानेंगे।
कार्डिनल

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आप इन आंकड़ों से क्या पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं? क्या आप शायद कुछ प्रकार की घटनाओं का पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं, घटनाओं की आवृत्तियों का अनुमान लगाते हैं, अनुमान लगाते हैं त्वरण, विभिन्न एक्सेलेरोमीटर के बीच सहसंबंध खोजते हैं, ...? मुद्दा यह है कि यदि आप अच्छी, प्रासंगिक सलाह चाहते हैं, तो डेटा के साथ तकनीकी प्रक्रियाओं के बारे में न पूछें (जो कि अप्रासंगिक या बेकार भी हो सकते हैं, आवेदन के आधार पर): पहले हमें बताएं कि आप किस समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं।
whuber

जवाबों:


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आपके द्वारा ऊपर दिखाए गए कच्चे सिग्नल अनफ़िल्टर्ड और अनलिब्रेटेड दिखाई देते हैं। उचित फ़िल्टरिंग और अंशांकन , कुछ विरूपण साक्ष्य अस्वीकृति प्रभाव में डेटा को सामान्य करेगा। एक्सेलेरोमीटर डेटा के साथ मानक दृष्टिकोण निम्नलिखित है:

  1. फ़िल्टर - उदाहरण के लिए 4 वां क्रम, शून्य-चरण IIR लोपास या बैंडपास फ़िल्टर
  2. कलाकृति अस्वीकृति - दहलीज आधारित
  3. कैलिब्रेट - फेरारिस एट अल विधि ( तीन-अक्ष दर gyros और एक्सेलेरोमीटर, एफ फेरारिस, यू ग्रिमाल्डी, एम परविस - सेंसर और एक्ट्यूएटर्स, 1995 के क्षेत्र में अनायास के लिए प्रक्रिया ) इसके लिए अच्छी तरह से काम करती है।

जड़त्वीय सेंसर डेटा पर विरूपण साक्ष्य अस्वीकृति प्रदर्शन करना उचित है। मुझे इस बात की चिंता होगी कि आप डेटा की व्याख्या नहीं जानते हैं, और इसलिए आप इस बात की गारंटी नहीं दे सकते हैं कि सेंसर सभी विषयों के लिए सही और लगातार (अभिविन्यास और भौतिक प्लेसमेंट के संदर्भ में) चिपकाए गए थे । यदि सेंसर सही ढंग से चिपकाए नहीं गए थे, तो आप संकेतों में बहुत सारी कलाकृतियों को प्राप्त कर सकते हैं, क्योंकि सेंसर बॉडी-सेगमेंट के सापेक्ष आगे बढ़ सकता है। इसी तरह, यदि सेंसर को अलग-अलग विषयों पर अलग-अलग तरीके से (उन्हें कैसे रखा गया है) में उन्मुख किया गया, तो डेटा को पूरे विषयों की तुलना करना मुश्किल होगा।

आप जो रिपोर्ट करते हैं उसके आकार को देखते हुए वे कलाकृतियों के होने की संभावना रखते हैं। इस तरह की कलाकृतियां किसी भी अंशांकन गणना को लगभग निश्चित रूप से तिरछा कर देंगी (हालांकि उपयुक्त फ़िल्टरिंग द्वारा उनका प्रभाव कम हो जाएगा) और इसलिए कलाकृतियों को अस्वीकृति के बाद अंशांकन किया जाना चाहिए ।

एक साधारण थ्रेशोल्ड एक प्रारंभिक विरूपण साक्ष्य अस्वीकृति दिनचर्या के लिए अच्छी तरह से काम कर सकता है, अर्थात NaNएक निश्चित अनुभवजन्य सीमा से ऊपर के सभी नमूनों को हटा (या प्रतिस्थापित करें )। अधिक परिष्कृत तकनीकें चल रही माध्य या चलती हुई खिड़की का उपयोग करके इस दहलीज की अनुकूल रूप से गणना करेंगी।

सेंसर के स्थान के आधार पर आप त्वरण संकेतों पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के लिए सही होने की इच्छा कर सकते हैं, हालांकि सेंसर कुल्हाड़ियों और स्थिति पर विस्तृत समझ महत्वपूर्ण है। Moe-Nillson विधि ( R. Moe-Nilssen, वास्तविक जीवन की पर्यावरणीय परिस्थितियों में चाल में मोटर नियंत्रण के मूल्यांकन के लिए एक नई विधि। भाग 1: उपकरण, क्लिनिकल बायोमैकेनिक्स, वॉल्यूम 13, अंक 4 -5, जून-जुलाई 1998, 1998) पृष्ठ 320-327 ) सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है और लोअर माउंटेड इनरटियल सेंसर के लिए अच्छी तरह से काम करता है।

जेस्चर रिकग्निशन के लिए डेटा की जांच शुरू करने के लिए एक अच्छी जगह, फ़िल्टर किए गए, कैलिब्रेटेड डेटा को युगों में तोड़ना होगा (जैसे 10 s) और प्रति युग में कई सुविधाओं की गणना करना और इन लेबल से संबंधित डेटा के लिए आपके पास होना चाहिए, I ' t डेटा सेट और संबंधित लेबल के बारे में अधिक जानकारी के बिना अधिक विशिष्ट सलाह प्रदान करें।

उम्मीद है की यह मदद करेगा।


यह एक अद्भुत उत्तर है @Breene, बहुत बहुत धन्यवाद! सन्दर्भ बहुत उपयोगी भी हैं। काश मैंने यह सवाल कुछ महीने पहले पूछा होता। सेंसर गर्दन के चारों ओर एक कॉर्ड पर पहना जाता था (मेरे विचार से नहीं), इसलिए शरीर के सापेक्ष बहुत अधिक गति होती है। आपके कुछ सुझाव मुझे लगता है कि आगे के शोध के लिए अधिक उपयुक्त हो सकते हैं, लेकिन कम से कम वे मेरे फ्यूचर वर्क सेक्शन के लिए सहायक होंगे। और सौभाग्य से मान्यता का हिस्सा समस्या नहीं है, मेरे पास मशीन सीखने में काफी ठोस पृष्ठभूमि है, लेकिन उस पर भी सुझाव के लिए धन्यवाद।
Junuxx

कोई दिक्कत नहीं है। उस स्थिति में, मुझे लगता है कि आप स्थूल आंदोलनों की जांच करने तक सीमित रहेंगे क्योंकि एक कॉर्ड का अर्थ है कि आप मज़बूती से यह नहीं कह सकते कि शरीर कैसे चल रहा था, केवल सेंसर। आप संभवतः अनुमान लगा सकते हैं कि बड़े सेंसर आउटपुट मान बड़े सकल आंदोलनों के साथ समान हैं, लेकिन आप एक ठीक से चिपकाए गए सेंसर की कुरकुराता खो देते हैं।
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(+1 कल) कुछ बातों को ऊपर (1.) ध्यान में रखा जा सकता है। चूंकि ब्याज की आवृत्ति सीमा का निचला भाग बहुत छोटा है, इसलिए विचार करने का एक विकल्प केवल एक कम-पास फिल्टर लागू करने और माध्य को घटाना है। दूसरा, एक IIR फ़िल्टर के बजाय, कोई इस उदाहरण में रैखिक-चरण परिमित-आवेग-प्रतिक्रिया फ़िल्टर पर विचार कर सकता है। मैं यह कहता हूं क्योंकि मुझे संदेह है कि मल्टी-एक्सिस एक्सेलेरोमीटर सिग्नल का उपयोग करके इशारों का अनुमान लगाने के लिए, कोई भी आंदोलन को आवृत्ति से स्वतंत्र रूप से सिंक्रनाइज़ रखना चाहेगा। (प्रतियोगिता।)
कार्डिनल

(...) एक आईआईआर फिल्टर के नॉनलाइनियर चरण की प्रतिक्रिया अलग-अलग घटकों को अलग-अलग मात्रा में स्थानांतरित कर देगी और यह प्रभाव कटऑफ आवृत्तियों के पास खराब हो जाएगा। चूंकि सब कुछ डिजिटल है, यह रैखिक-चरण एफआईआर फिल्टर के साथ जाने के लिए समझ में आता है। अक्सर एक के पास क्षणिक प्रतिक्रिया के साथ-साथ बेहतर नियंत्रण भी होता है। :-)
कार्डिनल

@कार्डिनल दैट ऑल ट्रू - ने मेरी प्रतिक्रिया को ऊपर संपादित किया है। बस मेरे कोड की जाँच की - मेरे सबसे हाल ही में एक्सेलेरोमीटर एल्गोरिथ्म एक शून्य-चरण बटरवर्थ IIR फ़िल्टर का उपयोग करता है। हालाँकि मैं शॉर्ट डेटा सेगमेंट के लिए माध्य को घटाने से बचना पसंद करता हूँ
बीजीरीन
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