مكتبة التعرف على الأنشطة STMicroelectronics UM2193 MotionAR

مقدمة

يعد Motion AR جزءًا من مكتبة البرامج الوسيطة لبرنامج X-CUBE-MEMS1 ويعمل على STM32. يوفر معلومات في الوقت الفعلي عن نوع النشاط الذي يقوم به المستخدم. ويستطيع تمييز الأنشطة التالية: الثابتة، المشي، المشي السريع، الركض، ركوب الدراجات، القيادة.

تهدف هذه المكتبة إلى العمل مع ST MEMS فقط.

يتم توفير الخوارزمية في تنسيق مكتبة ثابتة وهي مصممة لاستخدامها في وحدات التحكم الدقيقة STM32 استنادًا إلى بنية ARM® Cortex®-M3 أو ARM® Cortex®-M33 أو ARM® Cortex®-M4 أو ARM® Cortex®-M7.

إنه مبني على تكنولوجيا البرمجيات STM32Cube التي تسهل إمكانية النقل عبر وحدات التحكم الدقيقة STM32 المختلفة.

البرنامج يأتي مع sampيتم تشغيل التنفيذ على لوحة توسيع X-NUCLEO-IKS01A3 أو X-NUCLEO-IKS4A1 على لوحة تطوير NUCLEO-F401RE أو NUCLEO-L152RE أو NUCLEO-U575ZI-Q.

اختصارات

الجدول 1. قائمة المختصرات

اختصار	وصف
واجهة برمجة التطبيقات	واجهة برمجة التطبيقات
ب س ب	حزمة دعم المجلس
واجهة المستخدم الرسومية	واجهة المستخدم الرسومية
هال	طبقة المواد الصلبة
بيئة تطوير متكاملة	بيئة تطوير متكاملة

مكتبة البرامج الوسيطة Motion AR في توسيع برنامج X-CUBE-MEMS1

انتهت الحركة ARview

تعمل مكتبة Motion AR على توسيع وظائف برنامج X-CUBE-MEMS1.
تحصل المكتبة على البيانات من مقياس التسارع وتوفر معلومات عن نوع النشاط الذي يقوم به المستخدم.

تم تصميم المكتبة لـ ST MEMS فقط. لا يتم تحليل الوظائف والأداء عند استخدام أجهزة استشعار MEMS أخرى ويمكن أن تختلف بشكل كبير عما هو موضح في الوثيقة.
Sampيتوفر التنفيذ على لوحات التوسعة X-NUCLEO-IKS01A3 أو X-NUCLEO-IKS4A1، المثبتة على لوحة التطوير NUCLEO-F401RE أو NUCLEO-L152RE أو NUCLEO-U575ZI-Q.

مكتبة الحركة AR

يمكن العثور على المعلومات الفنية التي تصف بشكل كامل وظائف ومعلمات واجهات برمجة تطبيقات Motion AR في ملف HTML المجمع من MotionAR_Package.chm file الموجود في مجلد الوثائق.

وصف مكتبة Motion AR

• تدير مكتبة التعرف على نشاط Motion AR البيانات التي تم الحصول عليها من مقياس التسارع؛ ويتميز:
• إمكانية التمييز بين الأنشطة التالية: الثابتة، المشي، المشي السريع، الركض، ركوب الدراجات، القيادة
• التعرف على أساس بيانات مقياس التسارع فقط
• بيانات مقياس التسارع المطلوبةampتردد لينغ: 16 هرتز
• متطلبات الموارد:
  • Cortex-M3: 8.5 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و1.4 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
  • Cortex-M33: 7.8 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و1.4 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
  • Cortex-M4: 7.9 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و1.4 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
  • Cortex-M7: 8.1 كيلو بايت من التعليمات البرمجية و1.4 كيلو بايت من ذاكرة البيانات
• متاح لبنيات ARM Cortex-M3 وCortex-M33 وCortex-M4 وCortex-M7

واجهات برمجة تطبيقات MotionAR

واجهات برمجة تطبيقات MotionAR هي:

• uint8_t MotionAR_GetLibVersion(char *version)
  • استرداد نسخة المكتبة
  • *الإصدار هو مؤشر إلى مجموعة مكونة من 35 حرفًا
  • إرجاع عدد الأحرف في سلسلة الإصدار
• باطلة MotionAR_Initialize (باطلة)
  • ينفذ تهيئة مكتبة MotionAR وإعداد الآلية الداخلية
  • يجب أن تكون وحدة CRC في وحدة التحكم الدقيقة STM32 (في سجل تمكين الساعة الطرفية RCC).
    تمكين قبل استخدام المكتبة
    ملحوظة: يجب استدعاء هذه الوظيفة قبل استخدام مكتبة معايرة مقياس التسارع.
• باطلة MotionAR_Reset(باطلة)
  • إعادة تعيين خوارزميات التعرف على النشاط
• باطلة MotionAR_Update(MAR_input_t *data_in, MAR_output_t *data_out, int64_t
  توقيتamp)
  • ينفذ خوارزمية التعرف على النشاط
  • * المعلمة data_in هي مؤشر إلى بنية تحتوي على بيانات الإدخال
  • معلمات نوع البنية MAR_input_t هي:
    • acc_x هي قيمة مستشعر التسارع في المحور X بالجرام
    • acc_y هي قيمة مستشعر التسارع في المحور Y بالجرام
    • acc_z هي قيمة مستشعر التسارع في المحور Z بوحدة g
  • * المعلمة data_out هي مؤشر للتعداد بالعناصر التالية:
    • MAR_NOACTIVITY = 0
    • مار_ستايشناري = 1
    • مارس_المشي = 2
    • MAR_FASTWALKING = 3
    • مارس_الركض = 4
    • مار_بايكينج = 5
    • MAR_DRIVING = 6
  • توقيتamp هو وقت نسبي للفعليةampلو في مللي
• باطلة MotionAR_ تعيين Orientation_ Acc(const char *acc_ اتجاه)
  • يضبط اتجاه بيانات مقياس التسارع
  • عادةً ما يتم إجراء التكوين مباشرة بعد استدعاء وظيفة Motion AR_Initialize
  • *معلمة اتجاه acc_ عبارة عن مؤشر لسلسلة مكونة من ثلاثة أحرف تشير إلى اتجاه كل من الاتجاهات الإيجابية للإطار المرجعي المستخدم لإخراج بيانات مقياس التسارع، بالتسلسل x، y، z. القيم الصالحة هي: n (شمال) أو s (جنوب)، أو w (غرب) أو e (شرق)، أو u (أعلى) أو d (أسفل)
  • كما هو موضح في الشكل أدناه، يحتوي مستشعر مقياس التسارع X-NUCLEO-IKS4A1 على SEU (x-South، y- East، z-Up)، وبالتالي فإن السلسلة هي: "seu".

الشكل 1. اتجاه الاستشعار على سبيل المثالample

حرف تدفق واجهة برمجة التطبيقات

الشكل 2. التسلسل المنطقي لـ Motion AR API

كود العرض التوضيحي

يقرأ رمز العرض التوضيحي التالي البيانات من مستشعر مقياس التسارع ويحصل على رمز النشاط

[…] #define VERSION_STR_LENG 35 […] /*** التهيئة ***/ char lib_version[VERSION_STR_LENG]; char acc_orientation[] = "seu"; /* وظيفة تهيئة واجهة برمجة التطبيقات للتعرف على النشاط */ MotionAR_Initialize(); /* اختياري: احصل على الإصدار */ MotionAR_GetLibVersion(lib_version); /* ضبط اتجاه مقياس التسارع */ MotionAR_SetOrientation_Acc(acc_orientation); […] /*** استخدام خوارزمية التعرف على النشاط ***/ Timer_ OR_ Data Rate_ Interrupt_ Handler() {

MAR_input_t data_ in؛ نشاط MAR_output_t؛ /* الحصول على التسارع X/Y/Z في g */ MEMS_Read_AccValue(&data_in.acc_x, &data_in.acc_y, &data_in.acc_z); /* احصل على الوقت الحالي بالمللي ثانية */ TIMER_Get_TimeValue(×tamp_آنسة)؛ /* تحديث خوارزمية التعرف على النشاط */ MotionAR_Update(data_in, data_out, timestamp_آنسة)؛ }

أداء الخوارزمية

تستخدم خوارزمية التعرف على النشاط فقط البيانات من مقياس التسارع وتعمل بتردد منخفض (16 هرتز) لتقليل استهلاك الطاقة.

الجدول 2. أداء الخوارزمية

نشاط	احتمال الكشف (نموذجي)(1)	افضل اداء	مُعَرَّض ل	تحمل المواقف
ثابت	92.27%		عقد في متناول اليد والرسائل النصية الثقيلة	الكل: جيب البنطلون، جيب القميص، الجيب الخلفي، بالقرب من الرأس، إلخ.
المشي	99.44%	معدل الخطوة ≥ 1.4 خطوة/ثانية	معدل الخطوة ≥ 1.2 خطوة/ثانية	الجميع
المشي السريع	95.94%	معدل الخطوة ≥ 2.0 خطوة/ثانية		الجميع
الهرولة	98.49%	معدل الخطوة ≥ 2.2 خطوة/ثانية	المدة < 1 دقيقة؛ السرعة <8 كم/ساعة	جيب البنطلون، أرجوحة الذراع، في اليد
ركوب الدراجات	91.93%	السرعة الخارجية ≥11 كم/ساعة	مقعد الراكب، حجرة القفازات	حقيبة الظهر، جيب القميص، جيب البنطلون
القيادة	78.65%	السرعة ≥ 48 كم/ساعة	مقعد الراكب، حجرة القفازات	حامل أكواب، لوحة القيادة، جيب القميص، جيب البنطلون

1. المواصفات النموذجية ليست مضمونة

الجدول 3. Cortex-M4 وCortex-M3: خوارزمية الوقت المنقضي (ميكروثانيه). 

Cortex-M4 STM32F401RE بتردد 84 ميجاهرتز			Cortex-M3 STM32L152RE بتردد 32 ميجاهرتز
الحد الأدنى	متوسط	الأعلى	الحد الأدنى	متوسط	الأعلى
2	6	153	8	130	4883

الجدول 4. Cortex-M33 وCortex-M7: خوارزمية الوقت المنقضي (μs). 

Cortex-M33 STM32U575ZI-Q بتردد 160 ميجاهرتز			Cortex-M7 STM32F767ZI بتردد 96 ميجاهرتز
الحد الأدنى	متوسط	الأعلى	الحد الأدنى	متوسط	الأعلى
< 1	2	74	5	9	145

Sampتطبيق le

يمكن التعامل مع البرمجيات الوسيطة MotionAR بسهولة لإنشاء تطبيقات المستخدم؛ مثلampيتم توفير التطبيق في مجلد التطبيق.
تم تصميمه للعمل على لوحة تطوير NUCLEO-F401RE أو NUCLEO-L152RE أو NUCLEO-U575ZI-Q متصلة بلوحة توسيع X-NUCLEO-IKS01A3 أو X-NUCLEO-IKS4A1.

يتعرف التطبيق على الأنشطة المنفذة في الوقت الفعلي. يمكن عرض البيانات من خلال واجهة المستخدم الرسومية. تتعرف الخوارزمية على الأنشطة الثابتة والمشي والمشي السريع والركض وركوب الدراجة والقيادة. مطلوب اتصال كبل USB لمراقبة البيانات في الوقت الحقيقي. يتم تشغيل اللوحة بواسطة الكمبيوتر عبر اتصال USB. يتيح ذلك للمستخدم عرض النشاط المكتشف وبيانات مقياس التسارع والوقتamp وأخيرًا بيانات الاستشعار الأخرى، في الوقت الفعلي، باستخدام تطبيق MEMS-Studio GUI.

تطبيق MEMS-Studio

لياليampيستخدم التطبيق تطبيق MEMS-Studio GUI، والذي يمكن تنزيله من www.st.com.

الخطوة 1. تأكد من تثبيت برامج التشغيل الضرورية وتوصيل لوحة STM32 Nucleo مع لوحة التوسيع المناسبة بالكمبيوتر.
الخطوة 2. قم بتشغيل تطبيق MEMS-Studio لفتح نافذة التطبيق الرئيسية.

إذا تم توصيل لوحة STM32 Nucleo مع البرامج الثابتة المدعومة بالكمبيوتر، فسيتم اكتشاف منفذ COM المناسب تلقائيًا. اضغط على زر الاتصال لفتح هذا المنفذ.

الشكل 3. MEMS-Studio – الاتصال 

الخطوة 3. عند الاتصال بلوحة STM32 Nucleo مع البرامج الثابتة المدعومة، يتم فتح علامة تبويب تقييم المكتبة.

لبدء وإيقاف تدفق البيانات، قم بتبديل الخيار المناسب يبدأ / زر التوقف الموجود على شريط الأدوات الرأسي الخارجي.
يمكن أن تكون البيانات القادمة من المستشعر المتصل viewقم بتحديد علامة التبويب "جدول البيانات" على شريط الأدوات الرأسي الداخلي.

الشكل 4. MEMS-Studio - تقييم المكتبة - جدول البيانات 

الشكل 5. MEMS-Studio – تقييم المكتبة – التعرف على الأنشطة

الخطوة 5. حدد حفظ إلى File علامة التبويب الموجودة على شريط الأدوات الرأسي الداخلي لفتح نافذة تكوين تسجيل البيانات. حدد بيانات المستشعر والنشاط المراد حفظها في السجل file. يمكنك بدء الحفظ أو إيقافه من خلال النقر على زر البدء / الإيقاف المقابل.

الشكل 6. MEMS-Studio - تقييم المكتبة - الحفظ في File

مراجع

جميع الموارد التالية متاحة مجانًا على www.st.com.

1. UM1859: البدء باستخدام MEMS للحركة X-CUBE-MEMS1 وتوسيع برنامج الاستشعار البيئي لـ STM32Cube
2. UM1724: لوحات STM32 Nucleo-64 (MB1136)
3. UM3233: البدء مع MEMS-Studio

تاريخ المراجعة

الجدول 5. تاريخ مراجعة الوثيقة

تاريخ	إصدار	التغييرات
10-2017-XNUMX	1	الإصدار الأولي.
26-يناير-2018	2	تحديث القسم 3 سampتطبيق le. تمت إضافة مراجع إلى لوحة تطوير NUCLEO-L152RE والجدول 3. خوارزمية الوقت المنقضي (μs).
19-مارس-2018	3	مقدمة محدثة، القسم 2.1 انتهى تطبيق Motion ARview والقسم 2.2.5 أداء الخوارزمية.
14-فبراير-2019	4	تم تحديث الشكل 1. اتجاه المستشعر على سبيل المثالample، الجدول 3. خوارزمية الوقت المنقضي (μs) والشكل 3. STM32 Nucleo: مصابيح LED، الزر، العبور. تمت إضافة معلومات توافق لوحة التوسعة X-NUCLEO-IKS01A3.
20-مارس-2019	5	القسم المحدث 2.2.2 واجهات برمجة التطبيقات المتحركة للواقع المعزز، الشكل 3. MEMS-Studio - الاتصال، الشكل 4. MEMS-Studio - تقييم المكتبة - جدول البيانات، الشكل 5. MEMS-Studio - تقييم المكتبة - التعرف على النشاط والشكل 6. MEMS-Studio - تقييم المكتبة - الحفظ في File.
04-2024-XNUMX	6	تحديث مقدمة القسم, القسم 2.1: انتهى MotionARview, القسم 2.2.1: مكتبة MotionAR وصفواجهات برمجة تطبيقات MotionAR، القسم 2.2.4: الرمز التجريبي, القسم 2.2.5: أداء الخوارزمية, القسم 3: سampتطبيق le و القسم 4: تطبيق MEMS-Studio.

إشعار هام – اقرأ بعناية

تحتفظ شركة STMicroelectronics NV والشركات التابعة لها ("ST") بالحق في إجراء تغييرات وتصحيحات وتعزيزات وتعديلات وتحسينات على منتجات ST و/أو هذه الوثيقة في أي وقت دون إشعار. يجب على المشترين الحصول على أحدث المعلومات ذات الصلة بمنتجات ST قبل تقديم الطلبات. تُباع منتجات ST وفقًا لشروط وأحكام البيع الخاصة بشركة ST السارية وقت إقرار الطلب.

يعتبر المشترون مسؤولين بشكل كامل عن اختيار منتجات ST واختيارها واستخدامها، ولا تتحمل شركة ST أي مسؤولية عن مساعدة التطبيق أو تصميم منتجات المشترين.

لا يتم منح أي ترخيص، صريحًا أو ضمنيًا، لأي حق من حقوق الملكية الفكرية من قبل شركة ST هنا.

إن إعادة بيع منتجات ST بأحكام مختلفة عن المعلومات الواردة هنا يؤدي إلى إبطال أي ضمان تمنحه شركة ST لهذا المنتج.

ST وشعار ST هما علامتان تجاريتان لشركة ST. لمزيد من المعلومات حول العلامات التجارية لشركة ST، راجع www.st.com/trademarks. جميع أسماء المنتجات أو الخدمات الأخرى هي ملك لأصحابها.

تحل المعلومات الواردة في هذه الوثيقة محل المعلومات المقدمة مسبقًا في أي إصدارات سابقة من هذه الوثيقة.

© 2024 STMicroelectronics – جميع الحقوق محفوظة

المستندات / الموارد

مكتبة التعرف على الأنشطة STMicroelectronics UM2193 MotionAR [بي دي اف] دليل المستخدم UM2193 مكتبة التعرف على الأنشطة MotionAR، UM2193، مكتبة التعرف على الأنشطة MotionAR، مكتبة التعرف على الأنشطة، مكتبة التعرف، المكتبة

مراجع

• دليل المستخدم