Смартфоны считают шаги с помощью акселерометра — специального датчика, который регистрирует изменения в движении устройства. Когда пользователь идет, акселерометр фиксирует колебания и ускорения, сравнивая их с заранее установленными алгоритмами, которые определяют, когда начинается и останавливается шаг.
Дополнительно, многие смартфоны используют гироскоп для улучшения точности, который помогает отслеживать ориентацию устройства. Данные о шагах затем обрабатываются и представляются пользователю в виде статистики, например, количества пройденных шагов или общей дистанции.
Как телефоны считают наши шаги и можно ли доверять этим данным?
Вы когда-нибудь задумывались, как смартфон, лежащий в вашем кармане, знает, сколько шагов вы прошли? Это не магия и не какие-то древние заклинания — всё намного проще и интереснее. Давайте копнем глубже и разберемся, как работают шагомеры в телефонах, и можно ли им вообще верить.
Как работают акселерометр и гироскоп — технология, которая делает магию реальной
Основная «магия» шагомеров заключается в работе двух датчиков — акселерометра и гироскопа. Они вместе делают всю тяжёлую работу, отслеживая ваши движения и определяя, какие из них — настоящие шаги, а какие — просто болтанка телефона в руке.
- Акселерометр — это, по сути, датчик, фиксирующий ускорение во всех направлениях. Представьте себе: вы наклоняете телефон, и экран меняет ориентацию — это как раз работа акселерометра. Он понимает, что устройство изменило положение, и отправляет соответствующий сигнал. В случае с шагами акселерометр определяет, что тело двигается, фиксируя каждое ускорение и замедление.
- Гироскоп добавляет в эту смесь точности. Он отслеживает углы и направления, в которых движется телефон. Благодаря гироскопу смартфон отличает взмах руки от настоящего шага, помогает вычислить, как именно и в каком направлении перемещается ваше тело. В сочетании с акселерометром, гироскоп помогает фильтровать лишние движения и фиксировать только те, которые соответствуют циклу ходьбы.
По сути, ваш телефон в кармане анализирует все микродвижения и находит в них закономерности, характерные для ходьбы. Когда вы несете телефон у бедра, он может наиболее точно понять, что происходит, поэтому это лучшее место для ношения устройства, если вы хотите точных результатов. Но если вы держите телефон в руке, особенно активно жестикулируя, он может неправильно интерпретировать ваши действия.
Почему шаги иногда считаются неточно?
Несмотря на продвинутость технологий, смартфоны — это далеко не лабораторные устройства, и точность шагомеров может зависеть от множества факторов.
- Во-первых, важно где вы носите телефон. Карман — это оптимальное место, а вот сумка или рюкзак могут давать сбои в подсчете.
- Во-вторых, рельеф местности тоже имеет значение. Ходьба по ровной дороге или по холмам воспринимается телефоном по-разному: на плоской поверхности счёт будет более точным, в то время как на подъёмах и спусках шагомер может «плавать».
- Температура воздуха тоже может сыграть свою роль. Например, при сильной жаре или морозе сенсоры могут давать небольшую погрешность. Это связано с тем, что механические и электронные компоненты датчиков в таких условиях работают чуть иначе, чем в комфортной температуре.
Влияет то, как активно вы пользуетесь телефоном во время ходьбы. Если вы в процессе постоянно достаете его, отвечаете на звонки или проверяете соцсети, точность подсчета падает. Когда телефон остается неподвижным в кармане, данные будут более точными.
Исследования точности — стоит ли доверять данным шагомеров?
Наука не обошла стороной вопрос точности шагомеров. В одном из исследований сравнили показатели медицинского акселерометра, закрепленного на бедре, и данные фитнес-приложений на смартфонах. За несколько недель наблюдений выяснилось, что смартфоны показывали в среднем 8975 шагов в день, в то время как профессиональные устройства фиксировали 8462 шага.
Погрешность составила около 500 шагов в день, причем чаще всего смартфоны завышали результаты. Для многих это приятный бонус, но если вам нужна точность, например, для спортивных тренировок или медицинских целей, то на такие данные полагаться не стоит.
Существуют также различия в том, как разные модели смартфонов и приложения обрабатывают информацию. Всё зависит от того, какие алгоритмы используют производители. В одних устройствах применяются более точные алгоритмы фильтрации данных, которые помогают исключить лишние движения, такие как взмахи рук или резкие повороты, что делает подсчет шагов более точным.
Другие же модели используют более простые подходы: они могут воспринимать любое резкое ускорение как шаг. Это объясняет, почему два телефона, находящиеся в одном и том же кармане, могут показать разное количество шагов — один из них лучше распознает реальные шаги, а другой фиксирует все подряд, включая небольшие вибрации или даже поездку в общественном транспорте.
Алгоритмы шагомеров в разных приложениях тоже различаются. Например, одни могут использовать более сложную логику для определения цикла ходьбы и даже учитывать движение тела в трех измерениях, тогда как другие просто фиксируют любое изменение скорости. Поэтому разница в показателях — это не ошибка, а просто разные подходы к обработке данных.
Можно ли доверять шагомерам в телефоне?
Ответ на этот вопрос зависит от цели, с которой вы используете шагомер. Если вам нужно примерное количество шагов для мотивации, чтобы понять, насколько вы были активны в течение дня, то данные, которые показывает ваш телефон, вполне подходят. Они дают общее представление и помогают отслеживать изменения активности.
Но если вы занимаетесь спортом профессионально, либо данные нужны для медицинских нужд, лучше использовать специализированные устройства. Например, фитнес-трекеры или профессиональные акселерометры, которые крепятся на тело, — они значительно точнее и надежнее. Смартфон — это универсальный гаджет, и подсчет шагов для него лишь одна из множества функций, поэтому точность здесь не является приоритетом.
К тому же, часто мы не носим телефон так, как «хотелось бы» его датчикам. Сумки, рюкзаки, руки — всё это искажает данные. Если смартфон насчитает вам лишние 500-700 шагов, можно считать это небольшим бонусом, но не более.
Как смартфон считает шаги и верны ли данные
Здоровый образ жизни все прочнее заседает в нашей жизни. Многие начинают уделять время тому, чего не делали никогда – занятиям физкультурой. На фоне этого растет спрос на устройства и софт, которые позволяют облегчить жизнь в процессе спортивных нагрузок, позволяя качественнее планировать свой график занятий, эффективнее расходовать «избыточные» калории или избегать перенапряжения организма, которое чревато вредом, но не пользой для него.
Одним из видов таких средств являются шагомеры, которые позволяют измерять пройденное расстояние для определения количественных показателей полученной нагрузки. Они существуют как в виде отдельных девайсов, так и приложений для смартфонов. О последних и пойдет речь в нашей небольшой статье.
Как смартфон считает шаги?
Функционал современных смартфонов позволяет осуществлять мониторинг движения устройства и без посторонних программ. Специальный софт только конвертирует полученные «сухие цифры» в наглядную информацию на дисплее. В случае с шагомерами основным компонентом, нужным для их работы, является акселерометр. Этот специальный датчик позволяет отслеживать перемещения смартфона в пространстве, определять их скорость и направление. Часто акселерометр функционально объединен с гироскопом – родственным узлом, который способен следить за положением объекта в пространстве.
Основными функциями, где используются акселерометр и гироскоп, являются автоматический поворот экрана и управление в трехмерных играх. Программы-шагомеры также пользуются данными с него. В основе принципа их работы — определение динамики движений смартфона.
Как известно, человек движется неравномерно: в процессе совершения каждого шага происходит как ускорение (в момент «отталкитвания» ногой от земли), так и замедление (в ходе «приземления» на ступню). Именно амплитуду этих незаметных изменений регистрируют датчики, информацию с которых считывает программа, когда считает шаги. Помимо того, определяется и общий показатель ускорения, который дает возможность вычислить скорость передвижения.
Насколько точными будут измерения?
Очень редко производители подобных датчиков (особенно для бюджетных устройств) заботятся об их высокой точности. Тем более, что у разных моделей и чувствительность отличается, поэтому в редких случаях возможны очень большие (30% и более) отклонения, сводящие на нет всю ценность подобного функционала.
В целом же, смартфоны оснащены акселерометрами, достоверности показателей которых вполне достаточно на бытовом уровне. Но они могут зависить от множества критериев, вплоть до того, каким образом вы держите смартфон. Например, если он будет висеть на шнурке на шеи, то из-за колебаний, которые не совпадают с движениями ног, возможно получение огромных ошибок в показателях. Но в кармане брюк, как правило, все идет хорошо: точность максимально соответствует реальным показателям, погрешность составляет не более 3-10%.
Принцип работы шагомера
Контроль физической активности приобретает все большую популярность. Одним из устройств, помогающих подсчитывать пройденное в течение дня расстояние и количество потраченных калорий, является шагомер. Что это, как работает в разных устройствах и насколько точно ведет подсчет – читайте далее.
Виды устройства
Большинство людей, привыкших следить за пройденным в течение дня расстоянием, используют для этих целей фитнес-браслет. Существуют также отдельные приборы, которые закрепляется на поясе, запястье или другом удобном месте и ведут необходимые подсчеты. Такие модели в достаточном количестве представлены на страницах магазина медицинского оборудования TOPZDRAV, в ассортименте которого найдется немало и других полезных товаров. Модели шагомеров, представляющие собой отдельные устройства, называют портативными.
Владельцы современных смартфонов часто предпочитают не покупать отдельный прибор, а устанавливать на свой гаджет мобильное приложение. Функционал его бывает различным. Одни способны только считать шаги, скорость и расстояние, а другие строить сложные графики активности, показывать на карте пройденный маршрут. Умные приложения создаются для связи мобильного телефона и фитнес-браслета. В этом случае в смартфоне сохраняются данные о частоте пульса, давлении и других показателях, которые умеет измерять браслет.
В зависимости от того, какой принцип работы используется в шагомере, устройства можно поделить на три типа:
- Механические – сейчас уже не используются, поскольку не способны выдерживать конкуренцию с более современными и точными моделями;
- Электронные – точные, имеют внутри акселерометры с микропроцессорами, которые не реагируют на ложные встряхивания и считают только реальные шаги, преобразуя колебания в электронные импульсы;
- Гибридные или электро-механические – реагируют как на электронные импульсы, так и на встряхивания.
Поскольку любой прибор считает шаги, длина которых у каждого человека индивидуальна, подсчет пройденного в метрах или километрах расстояния будет условным.
Принцип работы шагомера
Как именно работает шагомер знают далеко не все, но разобраться по силам каждому. Но многое в принципах работы зависит от того, будет ли считать шаги программа в телефоне или портативный прибор.
В фитнес-браслете
Шагомер в фитнес-браслете определяет пройденное в день расстояние при помощи трехкомпонентного акселерометра. Именно он «понимает» находится ли рука с устройством в неподвижном состоянии или в движении. Полученные данные передаются микропроцессору, который посредством специального алгоритма делает выводы о том, относится ли движение рукой к ходьбе или это жест. Некоторые алгоритмы различают ходьбу и бег.
В ряде фитнес-браслетов помимо акселерометра присутствует также гироскоп. Он повышает точность измерения и минимизирует риск того, что за шаги будут приняты другие движения без перемещения в пространстве. Для максимально точного подсчета шагов, а также фиксации результатов большинство моделей фитнес-браслетов работают в комплекте с мобильным приложением, синхронизирующим устройство со смартфоном.
В телефоне
Шагомер в мобильном телефоне работает по схожему принципу. Каждый современный смартфон изначально оснащен акселерометром, а вот на устаревших моделях его нет, поэтому и подсчет шагов невозможен. Узнать точно, если ли эта деталь в телефоне, несложно. Если в нем заложена функция поворота экрана, значит гарантировано наличие встроенного акселерометра.
Сам по себе далеко не каждый телефон изначально умеет считать шаги. Чтобы эта функция в нем начала работать, потребуется установить специальное приложение и выполнить его настройки. Считать шаги телефон будет в любом положении – лежа в сумке, в кармане или в руке. Но точность измерений обычно хуже, чем у прибора на руке. Практически каждое колебание телефон будет считать в качестве шага.
Точность показаний
На абсолютную точность, к сожалению, не может претендовать ни один современный шагомер. Устройство нетрудно обмануть, в чем легко убедиться. Практически все модели фитнес-браслетов засчитывают в качестве шагов простые взмахи рукой, а телефон или портативный шагомер реагируют на вибрацию в транспорте. Какими бы чувствительными не были датчики и умными алгоритмы программного обеспечения, часть лишних движений все равно посчитаются шагами.
Расхождения часто встречаются из-за разных принципов работы и отличий в настройках акселерометров. В этом можно убедиться, если носить при себе одновременно 2-3 шагомера, которые в конце дня покажут разные результаты.
Шагомер – это отличный помощник в контроле за собственной активностью. Даже если он немного ошибается, не стоит расстраиваться, учитывая то, что большинство моделей прибавляют нам дополнительные шаги, а не уменьшают их число. Погрешность обычно не столь велика. Возможно, она имела бы роль для профессиональных спортсменов, но совершенно не принципиальна для обычного человека.
Причины неправильных значений и их устранение
Значительные погрешности в работе шагомера случаются редко, а вот небольшие ошибки распространены. Повысить точность измерений помогут простые советы, которыми не стоит пренебрегать:
- Располагать прибор лучше на поясе, а не на запястье или в кармане;
- Если речь идет о портативном устройстве, то его следует беречь от влаги, пыли, прямых солнечных лучей, перегрева и переохлаждения – все это теоретически влияет на точность показаний;
- Если речь идет о фитнес-браслете, используемом в сочетании с мобильным приложением, то перед началом использования необходимо произвести соответствующие настройки, указав индивидуальные данные, в том числе и длину шага.
При использовании браслета его нужно правильно закреплять на запястье и следить за рекомендованной плотностью прилегания устройства.
Какой шагомер выбрать – программный или портативный
Каждый тип шагомеров имеет особенности, преимущества и недостатки. Какой именно вариант выбирать – решается индивидуально в зависимости от требований к точности, финансовых возможностей, необходимости дополнительных опций.
Портативные шагомеры
Среди портативных моделей, предлагаемых магазинами Москвы, есть как совсем простые однокнопочные устройства, так и более сложные. Первые умеют лишь считать шаги, причем не всегда точно, но и стоят недорого. Более продвинутые приборы предлагают расширенный функционал – подсчитывают шаги и километрах, примерное значение сожженных калорий, время в пути. Самые современные из портативных – это фитнес-браслеты. Они умеют многое, в том числе способны вести контроль за сердцебиением и давлением во время физической активности.
Среди производителей портативных устройств для подсчета шагов и контроля за другими показателями активности можно выделить:
- Omron – предлагает качественные и долговечные приборы, различные по функциональности и стоимости;
- Tanita – бренд профессиональных шагомеров, гарантирующих максимальную точность измерения, длительную работу без подзарядки, оптимальную функциональность;
- Xiaomi – известный производитель, выпустивший уже ни одно поколение устройств, каждое из которых совершеннее и функциональнее предыдущего.
Программные
Практически на любой смартфон, работающий на операционной системе Андроид, можно установить мобильное приложение для подсчета шагов. Это удобно, быстро, в большинстве случаев бесплатно. Функционал приложений отличается. Большинство из них умеют:
- Считать шаги и километраж;
- Определять расход калорий;
- Вести анализ данных по активности;
- Строить маршрут и показывать его на карте при помощи спутниковой навигации.
Приложений для отслеживания активности много, каждый найдет для себя вариант с оптимальной функциональностью. Одно из популярных – это Mi Fit. Оно было разработано специально для Mi Band от Xiaomi, но работает и самостоятельно.
Некоторые приложения не только функциональны, но и помогают сделать тренировки интереснее. Одни из них — Zombies, Run!. Оно понравиться тем, кто начинает бегать, но не может себя мотивировать должным образом. Пробежки с ним станут намного увлекательнее, ведь при снижении скорости или остановке за спиной послышатся звуки зомби, которые заставят бежать быстрее.
