Bachelor's Thesis

Gait detection and step counting using smartphone

Text 5.03 MB Appendix 2.33 MB

Author of thesis: Bc. Kateřina Kočendová

Acad. year: 2017/2018

Supervisor: Ing. Andrea Němcová

Reviewer: Ing. Martin Vítek, Ph.D.

Abstract:

The focus of this thesis is the detection of walking and running, followed by a step count. Testing is performed on signals of regular daily human activity that involve sections of running, walking or no activity. Those signals are logged using accelerometer in smartphone.
The exact type of physical activity performed is distinguished by an average, variation coefficient and wave transformation methods. Basics statistic methods are used to quantify the number of steps taken during either walking or running. Algorithm for activity detection and algorithm for step counting are optimized and tested by a set of signals.

Keywords:

Accelerometer, physical activity, smartphone, step, pedometer, sensor.

Date of defence

15.6.2018

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znakmkaAznamka

Grade

A

Process of defence

Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Ing. Smital položil otázku: Jak se došlo ke sloupcovým grafům ve vaší prezentaci? K čemu jste používala vlnkovou transformaci? MUDr. Stračina položil otázku: Mají měřící zařízení kalibraci na délku kroků? Dr. Vondra položil otázku: Jak proběhlo sečtení vektorů x,y a z? Doc. Kolářová položila otázku: Jak byly vybrány vlnky pro vlnkovou transformaci? Studentka obhájila bakalářskou práci a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study field

Biomedical Technology and Bioinformatics

Composition of Committee

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D. (předseda)
Mgr. Daniel Vlk, CSc. (místopředseda)
Ing. Lukáš Smital, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Vlastimil Vondra (člen)
MUDr. Tibor Stračina (člen)
Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Andrea Němcová

Studentka se v rámci své bakalářské práce zabývala moderní oblastí využití chytrého telefonu pro detekci chůze a počítání kroků. V úvodní části práce jsou popsány možnosti záznamu fyzické aktivity nejen pomocí chytrého telefonu. Následuje popis mobilních aplikací – krokoměrů a aplikací pro snímání surových dat ze senzorů telefonu. Některé z nich studentka následně využila v praktické části. V rámci praktické části studentka navrhla tři algoritmy pro detekci chůze a běhu. Algoritmy jsou řádně popsány včetně blokových schémat a ukázek detekce. Drobné výhrady mám k vzorci (8), kde by se alfa i beta měly rovnat a ke schématu 3.11, kde jsou ve druhé podmínce zaměněny R a R s pruhem. Jedná se zřejmě o překlepy, protože v kódu je to implementováno správně. Dále studentka popisuje dvě metody pro počítání kroků. Následně je provedena tříkroková optimalizace detekce chůze a také optimalizace počítání kroků. Studentka nasnímala 6 trénovacích signálů a 10 testovacích signálů na 10 dobrovolnících pomocí dvou telefonů (celkem tedy 26 signálů).
V rámci práce byla otestována přesnost mobilních aplikací – krokoměrů a fitness náramku Fitbit. Dále byly otestovány vlastní algoritmy a stanovena přesnost detekce snímaných aktivit a počítání kroků před i po optimalizaci. Výsledky jsou přehledně zpracovány a diskutovány. Je také srovnána přesnost stanovení počtu kroků pomocí aplikací, Fitbit náramku a vlastních algoritmů. Nad rámec zadání bylo provedeno měření délky kroku, které je důležité pro stanovení ušlé vzdálenosti. Měření bylo provedeno na dynamickém chodníku Zebris a účastnilo se ho celkem 16 dobrovolníků. Výsledky jsou rovněž dobře popsány a diskutovány.
Studentka k práci přistupovala aktivně a zodpovědně, což dokládá vysoká formální i obsahová úroveň práce. Práce je psaná čtivě a obsahuje minimum překlepů. Výhradu mám pouze k seznamu literatury, který má nekonzistentní formátování a u některých zdrojů (webové stránky) chybí autor a název. Zadání práce bylo splněno nad rámec povinnosti.

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Martin Vítek, Ph.D.

Studentka nastudovala a v práci popsala problematiku zaznamenávání fyzické aktivity člověka se zaměřením na chytré telefony a mobilní aplikace. Studentka navrhla a realizovala několik vlastních metod pro detekci chůze a běhu a pro počítání kroků. Metody důkladně otestovala a následně optimalizovala. Ve finále provedla srovnání s jinými známými aplikacemi. Zadání bakalářské práce tak považuji bezezbytku za splněné. Po formální stránce je práce na velmi dobré úrovni. Práce je psána pečlivě, obsahuje kvalitní obrázky, má dostatečný rozsah i seznam literatury. Vytknout mohu pouze drobné překlepy a některé závorky psané kurzívou. Po odborné stránce je práce na vynikající úrovni. Metodika je dobře vysvětlená a podrobena rozsáhlé statistice. Oceňuji také testování a srovnávání různých přístupů a jejich optimalizaci. Dosažené výsledky jsou velmi dobré. Po odborné stránce nemám práci co vytknout. Celkově tuto bakalářskou práci hodnotím stupněm výborně / A.

Grade proposed by reviewer: A