• 沒有找到結果。

資料收集與分析

室內與室外資料處理將分為兩種⽅式;室內⽅⾯,紅外線攝影機、慣性感測器 與胎壓資料將擷取中段穩定騎乘的 100 秒資料進⾏分析;⽽室外⽅⾯,慣性感測 器與胎壓資料將去除出發、迴轉與結束資料後,擷取去程穩定 50 秒與回程穩定 50 秒,共 100 秒資料進⾏分析。但由於慣性感測器各個軸向資料分別有正、負兩個⽅

向,因此慣性感測器資料必須透過以平均數為基準點的⽅式先進⾏⼀次的翻正處 理以去除正、負號的差異。室外⽅⾯,由於實驗過程中包含⼀次迴轉,與路⾯減速 條的影響,所以除了去除開始與結束的資料外,迴轉過程中的資料也必須去除,⽽

路⾯減速條的影響將利⽤每⼀筆資料的標準差作為閾值;且從實驗結果觀察原始 資料發現,受到路⾯撞擊,例如:減速條、坑洞等數值⼤⼩陀螺儀約為標準差的 2.5 倍、加速規數值約為標準差的 3 倍,因此閾值範圍設定將陀螺儀定為 2 倍、加速規 定為 4 倍標準差作為資料閾值,超過的數值將由閾值數值取代。

將預先處理的資料進⾏平滑處理,慣性感測器、紅外線攝影機以及胎壓變化都 將以 2 秒資料進⾏平滑處理,並且將原始資料減去平滑處理資料及為受試者在騎 乘過程中的變異量,透過變異量的⼤⼩作為晃動程度的判斷依據。

(⼀)擷取穩定騎乘 100 秒資料

圖 3-3 原始資料⽰意圖

室內騎乘實驗騎乘時間共 3 分鐘,去除開始後與結束前 30 秒資料,共 60 秒 後,擷取中段穩定騎乘 100 秒資料進⾏分析;室外騎乘為騎乘兩次⾧度為 500 公 尺柏油路⾯,其中包含⼀次折返,資料擷取⽅式為利⽤踏頻資料判斷出發、結束與 迴轉資料,將以上三段資料去除,擷取去程穩定 50 秒與回程穩定 50 秒,共 100 秒 資料進⾏分析。

(⼆)IMU 閾值設定及第⼀次翻正處理

圖 3-4 慣性感測器室外資料翻正處理⽰意圖

由於室外騎乘時會有路⾯⼲擾,例如:柏油路⾯的減速條等,會對 IMU 數值 造成明顯的影響,因此在進⾏第⼀次翻正前,會先計算 IMU 原始資料標準差,利

⽤標準差作為原始資料閾值(透過觀察慣性感測器原始資料發現,受到路⾯撞擊,

例如:減速條、坑洞等數值⼤⼩陀螺儀約為標準差的 2.5 倍、加速規數值約為標準 差的 3 倍,因此閾值範圍設定將陀螺儀為 2 倍標準差,加速規為 4 倍標準差),以 去除路⾯所造成的⼲擾。IMU 第⼀次翻正處理,原始資料有正、負⽅向不同,因 此在進⾏後續演算法前,必須進⾏⼀次翻正處理,以消除正、負⽅向差異。翻正基 準值將會以經過閾值設定後的原始資料之平均數作為基準,透過原始資料減去閾 值設定後之平均值,將原始資料校正回原點,再利⽤絕對去除正、負⽅向。

(三)第⼀次平滑處理

圖 3-5 第⼀次平滑處理⽰意圖

平滑處理後的資料將作為整體騎乘狀況的基準點;將預先處理後的 IMU、光 點以及胎壓資料分別進⾏平滑處理,所有資料將以 2 秒為單位進⾏平滑,在平滑 處理的過程中,由於前⾯ 2 秒內資料不⾜,因此會使⽤原是資料之數值進⾏遞補,

⽽出現前 2 秒內資料出現遞增的狀況;將原始資料進⾏平滑處理⽬的為去除騎乘 過程中因為技術較差所造成的不必要之晃動或擺動,留下較為穩定的騎乘資料。

(四)原始資料減平滑後資料

圖 3-6 變異性運算⽰意圖

將原始資料減去平滑處理後資料之結果為騎乘過程中,⾮踩踏或⾞架材料所 產⽣的晃動,同時也⼤代表騎乘過程中的變異性,變異程度越⼤即代表在騎乘時晃 動或擺動程度越⼤。

(五)第⼆次翻正處理

圖 3-7 第⼆次翻正⽰意圖

本研究將計算騎乘過程中的位移、加速度、⾓速度與胎壓變化的總量,因此透 過絕對值的⽅式進⾏第⼆次翻正處理,將原始資料減去平滑處理後資料⼩於零的 數值翻正,以利計算各項數據整體變異量。

(六)整體平均

計算第⼆次翻正處理後資料的整體平均數;本研究將判斷整體騎乘狀況,因此 採⽤整體平均的⽅式進⾏最終處理。