Выбор частоты дискретизации 20 Гц — это рассчитанный инженерный компромисс. Эта частота специально выбрана для захвата полных механических деталей цикла походки — таких как переход от удара пяткой к отрыву носка — при строгом контроле энергопотребления и накладных расходов на обработку данных, присущих носимым устройствам.
Частота дискретизации 20 Гц обеспечивает оптимальное равновесие для интеллектуального анализа походки, предлагая достаточную временную разрешающую способность для картирования траекторий центра давления (ЦД) у пожилых людей, сохраняя при этом энергоэффективность, необходимую для непрерывного мониторинга с помощью носимых устройств.
Захват основной биомеханики
Картирование полного цикла походки
Основным требованием любой системы анализа походки является возможность записи полного спектра движений стопы.
Частота 20 Гц обеспечивает достаточное количество точек данных для надежной регистрации критических фаз ходьбы. Это включает весь процесс от начального удара пяткой до конечного отрыва носка.
Отслеживание центра давления (ЦД)
Для определенных демографических групп, особенно пожилых людей, детализация данных имеет решающее значение для анализа стабильности.
При частоте 20 Гц система способна захватывать динамическую траекторию миграции центра давления (ЦД). Это гарантирует, что тонкие сдвиги в балансе и распределении давления будут точно записаны, а не потеряны между точками данных.
Обеспечение надежности данных для анализа
Конечная цель сбора данных — получение необработанных временных рядов, достаточно надежных для обработки алгоритмами.
Данные, собранные с этой частотой, считаются надежными для извлечения сложных признаков. Это включает расчет симметрии походки и оценку временной согласованности, оба из которых жизненно важны для оценки риска падений и снижения подвижности.
Управление аппаратными ограничениями
Оптимизация энергопотребления
Носимые устройства работают в условиях строгих ограничений по времени работы от батареи.
Высокие частоты дискретизации быстро разряжают батарею. Ограничивая частоту до 20 Гц, система значительно продлевает срок своей работы, позволяя осуществлять длительный мониторинг без необходимости частой подзарядки.
Снижение нагрузки на обработку
Передача данных и бортовые вычисления требуют вычислительной мощности.
Снижение частоты дискретизации до необходимого минимума уменьшает объем данных, которые должен обрабатывать микропроцессор. Это предотвращает узкие места в системе и гарантирует плавную работу устройства без перегрева или задержек.
Понимание инженерных компромиссов
Баланс между разрешением и эффективностью
Каждый выбор частоты дискретизации предполагает компромисс между точностью сигнала и использованием ресурсов.
Если бы частота была установлена значительно ниже 20 Гц, система рисковала бы "алиасингом" или пропуском критических моментов в траектории ЦД, что сделало бы данные бесполезными для медицинского анализа.
Напротив, значительно более высокая частота могла бы захватить микроскопические детали, не имеющие отношения к анализу походки пожилых людей. Это привело бы к пустой трате заряда батареи и чрезмерному использованию памяти без какого-либо выигрыша в диагностической ценности. 20 Гц определены как достаточный минимум для данного конкретного приложения.
Сделайте правильный выбор для своей цели
Чтобы определить, соответствует ли эта конфигурация потребностям вашего проекта, рассмотрите следующие аспекты:
- Если ваш основной приоритет — увеличенная продолжительность мониторинга: Используйте 20 Гц для максимального продления срока службы батареи при сохранении клинической достоверности для пожилых пациентов.
- Если ваш основной приоритет — точность извлечения признаков: Используйте 20 Гц, чтобы обеспечить необходимую плотность данных для расчета симметрии походки и миграции ЦД без шумов.
Выбирая 20 Гц, вы согласовываете возможности вашего оборудования с конкретными биомеханическими требованиями анализа походки пожилых людей.
Сводная таблица:
| Функция | Влияние частоты дискретизации 20 Гц |
|---|---|
| Биомеханический захват | Полный цикл походки (от удара пяткой до отрыва носка) и траектории ЦД |
| Энергопотребление | Низкое; оптимизировано для длительного срока службы батареи носимых устройств |
| Целостность данных | Достаточное разрешение для анализа симметрии походки и риска падений |
| Нагрузка на обработку | Минимальная; снижает нагрузку на микропроцессор и перегрев |
| Целевое применение | Идеально подходит для мониторинга подвижности и отслеживания стабильности пожилых людей |
Сотрудничайте с 3515 для передовых решений в области обуви
Являясь крупномасштабным производителем, обслуживающим дистрибьюторов и владельцев брендов по всему миру, 3515 использует инженерный опыт для поставки высокопроизводительной обуви во всех категориях. Независимо от того, разрабатываете ли вы ботинки с интегрированным интеллектуальным анализом походки или рабочую обувь повышенной прочности, наши комплексные производственные возможности охватывают все ваши потребности.
Наш основной опыт включает:
- Флагманские защитные ботинки: Разработаны для максимальной защиты и соответствия стандартам.
- Тактические и рабочие ботинки: Созданы для долговечности в самых сложных условиях.
- Обувь для активного отдыха и тренировок: Дизайны, ориентированные на производительность для активных пользователей.
- Классическая и официальная обувь: Премиальное качество для разнообразных оптовых заказов.
Воспользуйтесь нашим промышленным производством и техническими знаниями для продвижения вашего бренда. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши оптовые потребности и индивидуальные производственные запросы!
Ссылки
- Zhen Song, Zhuoming Chen. Fall Risk Assessment for the Elderly Based on Weak Foot Features of Wearable Plantar Pressure. DOI: 10.1109/tnsre.2022.3167473
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .