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手机绑在狗身上,算不算步数?计步器是怎么记步的?

2017-03-20  |  科技与生活 收藏(197)  | 

“是什么让低头族们有了运动的兴致?”

杭州求是小学五年级的韦美同学,在作文中,用生动的描写解释了这个问题。小朋友的文章,语言质朴却构思精巧。老师给出了优+的成绩。

原地踏步也算步数?那原地抖腿算吗?绑狗身上行吗?坐车呢?他的作文引起微信官方的注意,来了一回步数大揭秘。

先剧透几个亮点:

绑狗身上行吗?这...恐怕与狗狗的性格有关。

坐车算不算步数?在火车上,如果你不走路的话,计步的可能性非常小。而城市公交上被计算步数的概率更高。但也与路况、司机的驾驶习惯有关。

步数背后的秘密:加速度

路,是一步一步走出来的。

即使看似匀速的闲庭信步,对我们携带的设备来说(如手机、运动手环),每一步都经历了过山车般的“加速度”变化。

一般来说,抬腿迈出一步的时候,加速度是最大的。我们把它放到一个坐标轴上,加速度的变化看起来就像一个cos波形。

(x轴表示时间,y轴表示加速度)

两个波峰之间,可以被认为是一步。如果连续出现了8个(不同硬件厂商有不同标准)波峰,就可以基本确定这个人在运动状态。设备就开始把这些前面的波动以及后面的波动,算成步数。这就是最基本的计步原理了。

在实际场景中,算法还要去掉一系列的“噪音”。比如我们走路时,手机放兜里会上下抖动,产生不同方向的加速度。这时算法就要判断并去掉“噪音”,只留下最主要的运动特征。

而这些工作是由一个采集器(加速度传感器)和一个处理器(Sensor Hub,协处理器)共同完成的。采集器采集加速度信息,并提供给处理器进行分析。目前iPhone 5s及以上的苹果手机和部分安卓手机都集成了这个采集、分析的框架。而运动手环等外接设备,也是基于类似框架对数据采集和分析后,通过蓝牙传给手机。

几个简单的例子

那么,现在你已经对计步的基本原理有了一定了解。顿时觉得好简单有没有!就让我们看一看下面几个简单的例子吧。

问:原地踏步算吗?

答:算啊,跟走路一样的。因为你原地踏步,虽然没有相对于地面的位移,但加速度是存在的。同理,在跑步机上跑步,放心,步数都记着呢。

问:坐着抖腿呢?

答:这与你抖腿的幅度和频率都有关,且看少年你骨骼惊奇还是手机厂商算法高深。任何震动会被采集到,但不同硬件厂商算法对这些场景处理可能不一样。

问:绑狗身上行吗?

答:既然你这么问了,那我恐怕只能说这与狗狗的性格有关。文静一些的,或者幼犬,走路比较慢的话,他/她迈步产生的加速度不一定有人那么高,达不到算法的阀值。性格活泼的,或者大一些的狗狗,运动加速度特征与人相似,“骗过”算法的可能性较高。不同手机厂商也有不同的算法优化方案。

问:我生活三点一线,一天就几千步,如果有机会坐火车,是不是可以狠狠刷一把步数?

答:知识点啊,知识点不能扔了啊同学。计步的基本原理不是采集距离,也不是采集速度,而是采集加速度。不管火车走多远、跑多快,大多数情况是匀速(或匀加减速)运动,加速度变化不显著,且无法形成与走路相似的波形。火车上,如果你不走路的话,计算步数的可能性是非常小的。

追问:那在火车上摇手机呢?

答:摇也可以啊,因为有一个纵向加速度,在纵向上会产生波纹。但这与火车无关,和原地抖腿没有本质区别。

问:为什么我坐公交车就算步数了呢?

答:对,公交上被计算步数的概率是比较高的。路况有一定影响,繁忙路段行驶时,走走停停都会产生加速度的变化。还和司机的开车习惯有关,如果司机不停地刹车,或者颠得厉害,加速度影响就大。如果遇上开车开得平稳又熟悉路况的本地老司机,车上乘客比较不容易计步。

问:微信运动的步数计算周期是什么?晚上10点排行榜以后步数还算吗?

答:零点到夜里24点。但微信运动排行榜在晚上10点推送,用户一般都在那个时候查看排行、相互点赞。如果你晚上11点去跑步的话,记上是记上了,但别人都没看到,就少了一些攀比的乐趣。步数过零点清零。

问:厂商各有算法,不同设备用户在微信运动上一起排名,如何公平呢?

答:实际上,在抖腿、公交之外,走路、跑步才是日常运动最主要的场景。这些基本场景的算法,业界是较为统一的。微信对主要场景也有一套测试流程,确保不同设备计入的步数差距不大。对极端场景,也会持续优化算法。

好奇以上,好胜未满

说了这么多计步原理,敲黑板,划重点:微信运动并不是计步工具,而是一个以步数排行榜为主题的轻社交空间。

开启功能后,每天晚上10点会向用户推送一个步数排行榜,步数多的人排在前面,步数少的人排在后面。用户可以查看他人当日步数/步数历史图表,并对他人的步数进行点赞并回赞。

算法的事,大多是解决“好奇心”的问题,而微信运动,更关于你的“好胜心”。

动图

有一部分人愿意为步数攀比,甚至作弊,毕竟排名靠前一定程度上代表了不仅有自己的时间,而且认真的生活,有力量,有毅力。

而对于正拼命奔跑在生活路上的我们大多数,当为了买好房,买好车,结好婚,给孩子喂好奶,送到好学校,照顾好父母而奔波,谁又关心得了别人的点赞呢?谁又需要什么微信运动排行榜呢?

偶尔收到好朋友的步数点赞,偶尔会回。有点像处于生活战壕里的战友,在繁忙的枪林弹雨中,偶尔拍一拍对方的肩膀,然后继续投入宏大的战斗中去。对于努力的人来说,努力本身就是一种最好的回报了,没有别的什么奖励能够代替。

最后还有你们一直想问的,作弊问题。

其实可以作弊的地方有很多。特别是安卓,作为一个开源的系统,人为变更上报数据都是可能的。微信有一套反作弊机制,比如在用户手机端对速度做简单的合法性校验。假如一秒钟就走了10步,这种数据就可能被系统直接抹掉。而且还给他暂停计步,让他觉得作弊没用。

如你所想,抖腿、绑狗,小小“作弊”,完全杜绝是不太可能的。对于严重、明显的连续作弊,微信会请他进入黑名单,他的数据不会再被别人看到,就只能自嗨了。

孤独寂寞至此,不如回来再读韦美同学的作文。她文章结尾说:让我们放下手机,好好感受生活。你的生活,我们的大自然,一定比屏幕上的世界更美丽。

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