Woher weiß der Beschleunigungssensor meines Geräts, wie weit ich auf dem Laufband gelaufen bin?

Ich bin erschöpft, aber ich muss weiter laufen. Ich muss die Brunswick-Siedlung warnen, dass eine Horde Zombies unterwegs ist, um sie anzugreifen. Das Lied, das ich höre, endet, ich höre ein Knistern über den Kommunikationskanal, und dann überbringt Sam die schlechte Nachricht: Die Zombies sind näher an der Siedlung als ich, und ich muss das Tempo beschleunigen rechtzeitig da sein, um die Warnung zu überbringen. Da Menschenleben auf dem Spiel stehen, habe ich keine Wahl. Ich muss einen Geschwindigkeitsschub finden.

Es macht nichts, dass all dies in der Sicherheit meines Hauses auf meinem Laufband passiert. Das Laufen und die daraus resultierende Erschöpfung sind sehr real. Und das düstere Überlebensszenario? Das ist mit freundlicher Genehmigung von "Zombies, Run!" -- eine App, die entwickelt wurde, um Lauf- und Gehtraining zu vergnügen , indem eine apokalyptische Handlung über Ihr Training gelegt wird. Ich liebe es, mich beim Laufen in diesen fiktiven Missionen zu verlieren, aber in Wirklichkeit trainiere ich für einen Halbmarathon. Ich muss bestimmte Ziele in meinen Lauftrainings erreichen, um sicherzustellen, dass ich auf mein bevorstehendes Event vorbereitet bin. Ich muss wissen, wie weit ich gelaufen bin und in welchem ​​Tempo.

Es gibt zahlreiche laufende Apps für iOS- und Android-Telefone, um Ihre Entfernung und Zeit für Sie zu verfolgen. Fast alle von ihnen haben GPS-Tracking integriert, was fast alle Läufer und Entwickler zustimmen werden, ist der genaueste Weg, um Ihre Statistiken zu überwachen. Aber manchmal machen es Zeitpläne und Standort unmöglich, draußen zu laufen, und dann muss sich Ihre App auf den Beschleunigungsmesser Ihres Geräts verlassen, um Ihr Tempo und Ihre Distanz zu verfolgen. Aber wie kann es das tun, und sind diese Messungen genau?

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Die Bewegungssensoren eines Beschleunigungsmessers messen Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen – Beschleunigung. Wenn Sie beim Laufen ein mobiles Gerät in der Tasche haben, bewertet und berechnet der Beschleunigungsmesser ständig Ihre Bewegung und Trittfrequenz, während Sie bei jedem Schritt beschleunigen und nach dem Aufsetzen des Fußes leicht abbremsen.

Es gibt Dutzende, wenn nicht Hunderte Lauf-Apps für Smartphones im Apple App Store und auf dem Android Marketplace, aber nicht alle bieten Indoor-Distanzmessung an. Warum ist das so? Es stellt sich heraus, dass die Bestimmung der Strecke, die Sie beim Laufen im Freien mit GPS zurückgelegt haben, relativ einfach ist, während die Berechnung der imaginären Distanz, die Sie beim Laufen auf einem Laufband im Innenbereich zurücklegen, etwas schwierig ist.

Alex Macmillan, leitender Entwickler des Spiels „Zombies, Run!“ app, erklärt, dass eine der Herausforderungen bei der Verwendung eines Beschleunigungsmessers zur Verfolgung der Distanz eines Läufers auf einem Laufband der Beschleunigungsmesser selbst ist. Er sagt: „Beschleunigungsmesserdaten können sehr ‚rauschen‘ sein, was ihre Interpretation erschwert. Sie müssen in der Lage sein, die Bewegung des Läufers von der Bewegung des Telefons zu unterscheiden, das einfach in der Tasche des Läufers herumrasselt.“

Eine weitere Herausforderung, die Macmillan nennt, ist die schiere Datenlast, die bei der Berechnung von Entfernungsstatistiken anfällt. Das ist schwierig, denn wie er es ausdrückt: „Sie müssen sehr häufig neue Daten (oder ‚Proben‘) aus dem Beschleunigungsmesser lesen, um gute Ergebnisse zu erzielen. Das bedeutet, dass Sie den Code schnell genug schreiben müssen, um alle Ihre Berechnungen durchzuführen im Raum zwischen einer Probe und der nächsten."

Fügen Sie zu diesen Problemen die Tatsache hinzu, dass Sie auf einem Laufband eigentlich nirgendwo hingehen, und es wird klar, dass es keine Kleinigkeit ist, der Technologie in Ihrem Telefon beizubringen, Ihre Innendistanz zu bestimmen. Wie gehen Entwickler also mit diesen Einschränkungen um?

Es gibt eine relativ einfache Möglichkeit, die Distanz mit einem Beschleunigungsmesser zu berechnen: Programmieren Sie ihn so, dass er Schritte genau wie einen Schrittzähler aufzeichnet, und multiplizieren Sie dann die Anzahl der Schritte mit der Schrittlänge des Läufers, um Ihre Gesamtdistanz zu erhalten. Voila! Entfernung berechnet. Naja, so ungefähr. So handhaben viele Apps das Laufen auf dem Laufband, aber das Problem bei diesem Ansatz ist, dass es eine große Fehlerquote gibt.

Zunächst muss der Läufer Input geben. Das bedeutet, dass Sie Ihrer App Ihre Größe und Ihr Gewicht mitteilen müssen, damit sie Ihre Schrittlänge schätzen kann – aber was ist, wenn Ihre Beine proportional länger sind als eine andere Person, deren Größe ungefähr Ihrer eigenen entspricht? Einige Apps werden Sie auch auffordern, eine Entfernung zu laufen oder zu gehen, von der Sie wissen, dass sie genau ist – sagen wir eine Meile (1,6 Kilometer) oder so – während Sie die App ausführen, und dann der App mitteilen, wie weit Sie gelaufen sind, damit sie diese Schätzungen anpassen kann mehr auf Sie zugeschnitten. Mit der „Nike+ GPS“-App für das iPhone können Sie beispielsweise Ihre Einstellungen aktualisieren, indem Sie mit der Option „Lauf kalibrieren“ Ihre Distanz nach dem Lauf eingeben und Ihre Schrittlänge für zukünftige Ausflüge neu berechnen.

Aber was ist, wenn Sie Lauf-/Gehintervalle für Ihr Training verwenden? Es ist unwahrscheinlich, dass Ihre Schrittlänge beim Gehen gleich lang ist wie beim Laufen. Was wäre, wenn Ihr Kalibrierungslauf schneller oder langsamer als Ihr normales Tempo wäre? Was ist, wenn Ihr Gang etwas ungleichmäßig ist und nicht jeder Schritt gleich lang ist? Wie Alex Macmillan uns sagte: „Wenn die Messung der Schrittlänge auch nur um einen kleinen Betrag falsch ist, kann die geschätzte Gesamtstrecke erheblich falsch sein.“ Wenn Sie jemals eine Lauf-App verwendet haben, während Sie auf einem Laufband trainiert haben, haben Sie wahrscheinlich eine Diskrepanz zwischen der Distanz bemerkt, die die App anzeigt, dass Sie laufen, und das Laufband, dass Sie laufen – ein Beweis für dieses Problem. Das ist nicht wirklich ideal, wenn Sie versuchen, für einen Langstreckenlauf wie einen Halbmarathon zu trainieren.

Macmillans App "Zombies, Run!" bietet derzeit keine Beschleunigungsmesser-Entfernungsverfolgung an, aber sein Team arbeitet daran, indem es Laufbandforschung und einen anderen Ansatz zur Entfernungsberechnung verwendet. „Indem wir nur die relative Änderung der Geschwindigkeit einer Person messen müssen, anstatt zu versuchen, die tatsächliche Geschwindigkeit des Läufers genau abzuschätzen, glauben wir, dass wir ein Modell erstellen können, das für eine sehr breite Palette von Läufern funktioniert. Auf diese Weise hoffen wir, dass der Läufer Schrittlänge, Größe und Gewicht spielen bei unseren Berechnungen keine Rolle." Wird dieser Ansatz funktionieren? Nur die Zeit kann es verraten.

Warum verwenden Sie nicht einfach Ihr Laufband, um Ihren Kilometerstand zu verfolgen? Schließlich haben die meisten Laufbänder digitale Anzeigen, die Ihnen zeigen, wie weit Sie gelaufen sind, basierend auf der Bewegung des Riemens, der unter Ihren Füßen verläuft. Aber machen Sie eine schnelle Google-Suche nach „Laufband-Entfernungsgenauigkeit“ und Sie werden sehen, dass viele Leute das Gefühl haben, dass die Zahl auf Ihrem Display auch nicht unbedingt korrekt ist. Selbst eine kleine Fehleinschätzung der Riemenlänge kann im Laufe der Tausenden von Umdrehungen, die er während eines 5-km-Trainingslaufs um seine Rollen macht, einen großen Fehler verursachen.

Was können Sie also als Läufer tun, um Ihre Laufbandzeit so genau wie möglich zu verfolgen?

Besonderer Dank

Vielen Dank an Alex Macmillan von Six to Start für seine freundliche Hilfe bei diesem Artikel. Alex ist der leitende Entwickler von „ Zombies, Run! “ – einer Lauf-/Gehtrainings-App, die als Kickstarter-Projekt begann und unter Läufern schnell großen Anklang findet.

Wenn Sie drinnen laufen und genaue Daten erhalten möchten, müssen Sie am Ende des Tages ein wenig arbeiten. Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihre App Kalibrierungseingaben unterstützt. Nicht alle tun es. Sobald Sie eine gefunden haben, die diese Funktion unterstützt, haben Sie hier eine Möglichkeit, die Kalibrierung Ihrer App zu testen und zu verfeinern, um die Genauigkeit zu maximieren:

Suche dir einen Ort zum Laufen, an dem du dir zu 100 Prozent sicher bist, dass er weit ist.

Wenn Sie eine reguläre Strecke in der Nähe haben, funktioniert dies problemlos. Wenn Sie dies nicht tun, versuchen Sie, mit einem GPS -Tracker im Freien zu laufen, um eine leicht zu identifizierende Distanz zu ermitteln, z. B. 1 Meile oder 1 Kilometer, und notieren Sie sich die genauen Start- und Stopppunkte.

Stellen Sie Ihre App für einen Indoor-Lauf ein. Unabhängig davon, ob Sie drinnen oder draußen laufen, ist dies wichtig, da es die Einstellung ist, die Ihr Telefon anweist, den Beschleunigungsmesser anstelle des GPS-Trackings zu verwenden.

Laufen gehen! Dazu gibt es mehrere kritische Elemente. Stellen Sie sicher, dass Sie genau an den Stellen beginnen und anhalten, die für Ihre Entfernungsmessung erforderlich sind. Wenn Sie mit Lauf-/Gehintervallen trainieren, verwenden Sie für diesen Lauf Ihr aktuelles Lauf-Geh-Verhältnis. Außerdem gilt: Je länger Ihre Distanz beim Kalibrierungslauf, desto besser wird Ihr Messwert. Mehr Daten sorgen für eine bessere Berechnung.

Geben Sie am Ende des Laufs Ihre Distanzdaten ein. Ihre App dividiert diese Zahl durch die Anzahl der Schritte, die Ihr Beschleunigungssensor aufgezeichnet hat, um Ihre durchschnittliche Schrittlänge zu schätzen . Aus diesem Grund ist es so wichtig, dass Sie Ihre aktuelle Intervallzeit in Ihren Kalibrierungslauf einbeziehen. Wenn Sie nur für die Beispieldaten laufen, berücksichtigen Sie Ihre Schrittänderung beim Gehen nicht.

Testen Sie es aus. Machen Sie einen weiteren Lauf auf Ihrem distanzspezifischen Kurs, während Ihre App auf den Indoor-Tracking-Modus eingestellt ist. Sehen Sie, ob es die richtige Entfernung berechnet. Wenn Sie feststellen, dass es ein wenig daneben liegt, können Sie versuchen, alle oben genannten Schritte in einer größeren Entfernung auszuführen, um Ihrer App eine bessere Datenprobe für die Kalibrierung zu geben.

Wenn sich Ihre Laufroutine ändert oder wenn Ihr Gewicht um mehr als ein paar Pfund zunimmt oder abfällt, sollten Sie diesen Kalibrierungsplan erneut durchlaufen. Wenn Sie abnehmen, werden Sie natürlich etwas schneller, und wenn Sie sich entscheiden, mehr zu laufen und weniger zu gehen, wirkt sich dies auch auf Ihre durchschnittlichen Schritte aus.

Während jede App, die die Entfernung in Innenräumen verfolgt, eine berechnete Schätzung basierend auf den von Ihnen eingegebenen Daten oder einem festgelegten Durchschnitt vornimmt, ist das Testen Ihrer Kalibrierung auf Genauigkeit entscheidend, wenn die Verfolgung Ihrer Entfernung in Innenräumen für Sie Priorität hat. Das Schlüsselwort hier ist „Schätzung“ – es ist unwahrscheinlich, dass Sie eine 100-prozentige Genauigkeit aus der Standardformel von Schritten multipliziert mit der durchschnittlichen Schrittlänge erhalten, aber Sie können Ihren Fortschritt im Laufe der Zeit absolut verfolgen, wenn Sie längere Strecken laufen und Ihre Geschwindigkeit steigern Tempo.

Anmerkung des Autors: Woher weiß der Beschleunigungsmesser meines Geräts, wie weit ich auf dem Laufband gelaufen bin?

Da ich sowohl laufe als auch Technik liebe, habe ich einige Lauf-Apps getestet – mindestens ein Dutzend. Ich kann bestätigen, dass keiner von ihnen bei der Verfolgung von Innenabständen ganz genau ist, aber die Verwendung der Kalibrierungsoptionen, die einige von ihnen anbieten, hilft wirklich. Trotzdem, wenn ich wirklich, wirklich, absolut das Gefühl habe, mein Tempo genau einschätzen zu müssen, gehe ich nach draußen.

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