Рис. 4. Перемещения тела человека
во время ходьбы
Рис. 5. Маршрут, протяженность ко-
торого была измерена:
а
— с помощью спутниковой системы
(эталонная);
б
— при фиксированной
длине шага;
в
— по вертикальному уско-
рению
шой скорости человек старается делать короткие шаги и т.д.). И зна-
ние средней длины шага никак не решает эту проблему. Для ее ре-
шения рассмотрим геометрическую интерпретацию процесса ходьбы
(см. рис. 4).
При ходьбе колено человека сгибается только в тот момент, когда
ступня находится на земле. В это время ногу можно рассматривать
как рычаг фиксированной длины. Из рис. 4 видно, как тело человека
совершает перемещения в вертикальном направлении. Из геометриче-
ских соображений следует, что
α
=
θ
и соответственно
Длина шага
=
2
α
×
Возвышение
,
где “Возвышение” — вертикальное перемещение тела человека — мож-
но рассматривать как второй интеграл вертикального ускорения;
α
—
малый угол, который очень трудно измерить, но без существенной
потери точности можно принять постоянным.
Эмпирическим путем получена следующая формула для пройден-
ного расстояния [1]:
Путь
≈
4
A
max
−
A
min
nK,
(1)
где
A
min
и
A
max
— минимальное и максимальное вертикальные ускоре-
ния на текущем шаге;
n
— количество сделанных шагов;
K
— константа
для определения размерности (футы, метры и т.д.)
На рис. 5 приведены траектории одного и того же маршрута, по-
строенные разными способами: по показаниям спутниковой навига-
ционной системы (сплошная жирная кривая) и в автономном режиме
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2006. № 2 93
