Tal y como se indica en la documentación de Android5 la frecuencia de muestreo que se especifica a la hora de muestrear los valores de los sensores son solo una sugerencia, así que se van a analizar las frecuencias de muestreo reales a las que se obtienen los datos.
En primer lugar se mide la media y la desviación de la frecuencia de muestreo sobre las muestras tomadas para la cuadrícula del vestíbulo. En la figura 8 se muestran los datos correspondientes al campo magnético y al giroscopio para la celda [1,1].
Figura 8: Frecuencia de muestreo del campo magnético (MF) y del giroscopio (G) en la celda [1,1] de la cuadrícula del vestíbulo
5 https://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorManager.html? hl=es#registerListener(android.hardware.SensorListener, int, int)
Para la muestra se especificó una frecuencia de muestreo de 5.00 Hz, que como se puede apreciar se mantiene constante prácticamente durante todo el tiempo, a excepción de ciertos puntos en los que no se mantiene dicho valor. Para analizar estas variaciones, en la tabla 4 se muestra la media y desviación calculada para cada una de las celdas de la cuadrícula del vestíbulo.
Media frecuencia muestreo Desviaciones
5,21 4,96 5,53 2,73 0,52 4,90 5,50 5,65 5,28 4,81 5,00 4,18 5,29 5,83 5,27 3,42 6,36 3,95 5,34 5,58 5,31 4,47 5,45 4,20 5,00 5,45 5,29 0,74 4,55 3,75 4,97 5,29 4,96 0,58 4,45 0,58 5,18 5,42 5,41 2,62 4,17 4,46 5,05 5,65 5,88 0,93 5,87 6,82 5,23 5,65 4,96 3,54 6,25 0,49 4,95 5,00 5,48 0,47 0,71 4,57 4,97 4,95 4,94 0,65 0,50 0,49 4,99 4,96 4,96 0,59 0,50 0,51
Promedio de la media 5,26 Promedio de la desviación: 3,02 Media1,1 = Media1,2 = Media1,3 = Desv1.1 = Desv1,2 = Desv1,3 = Media2,1 = Media2,2 = Media2,3 = Desv2,1 = Desv2,2 = Desv2,3 = Media3,1 = Media3,2 = Media3,3 = Desv3,1 = Desv3,2 = Desv3,3 = Media4,1 = Media4,2 = Media4,3 = Desv4,1 = Desv4,2 = Desv4,3 = Media5,1 = Media5,2 = Media5,3 = Desv5,1 = Desv5,2 = Desv5,3 = Media6,1 = Media6,2 = Media6,3 = Desv6,1 = Desv6,2 = Desv6,3 = Media7,1 = Media7,2 = Media7,3 = Desv7,1 = Desv7,2 = Desv7,3 = Media8,1 = Media8,2 = Media8,3 = Desv8,1 = Desv8,2 = Desv8,3 = Media9,1 = Media9,2 = Media9,3 = Desv9,1 = Desv9,2 = Desv9,3 = Media10,1= Media10,2= Media10,3= Desv10,1= Desv10,2= Desv10,3= Media11,1 = Media11,2 = Media11,3 = Desv11,1 = Desv11,2 = Desv11,3 = Media12,1= Media12,2= Media12,3= Desv12,1= Desv12,2= Desv12,3=
Tabla 4: Media y desviación de la frecuencia de muestreo del campo magnético en la cuadrícula del vestíbulo
Como se observa, aunque la media se aproxima a la frecuencia de muestreo deseada, la desviación promedio es muy grande. Sin embargo, observando las gráficas de todas las celdas se ve que en la mayoría de los casos el error se produce porque en ciertos puntos el sensor envía información a una frecuencia muy superior a la indicada. Por tanto se puede concluir que la frecuencia de muestreo sugerida va a suponer la frecuencia de muestreo mínima.
A continuación se repite el experimento anterior pero en este caso analizando los valores recogidos mediante el sensor del acelerómetro.
Figura 9: Frecuencia de muestreo del acelerómetro en la celda [1,1] de la cuadrícula del vestíbulo
Media frecuencia muestreo Desviaciones
58,63 56,93 55,96 25,35 23,10 21,46 56,47 57,57 56,62 22,09 23,85 22,41 57,12 58,52 56,91 23,19 25,37 23,10 57,36 56,25 55,70 23,84 22,49 21,03 56,45 58,30 56,67 22,31 25,07 22,74 57,07 57,41 57,19 23,43 24,09 23,31 56,85 45,18 16,78 22,93 26,43 7,67 58,32 56,45 57,74 24,85 22,38 24,39 56,52 56,93 55,89 22,48 23,04 21,36 56,10 57,32 58,55 21,69 23,52 25,23 56,75 56,38 56,30 23,06 22,22 22,04 56,46 57,04 56,41 22,19 23,43 22,26
Promedio de la media 55,53 Promedio de la desviación: 22,76 Media1,1 = Media1,2 = Media1,3 = Desv1.1 = Desv1,2 = Desv1,3 = Media2,1 = Media2,2 = Media2,3 = Desv2,1 = Desv2,2 = Desv2,3 = Media3,1 = Media3,2 = Media3,3 = Desv3,1 = Desv3,2 = Desv3,3 = Media4,1 = Media4,2 = Media4,3 = Desv4,1 = Desv4,2 = Desv4,3 =
Media5,1 = Media5,2 = Media5,3 = Desv5,1 = Desv5,2 = Desv5,3 = Media6,1 = Media6,2 = Media6,3 = Desv6,1 = Desv6,2 = Desv6,3 = Media7,1 = Media7,2 = Media7,3 = Desv7,1 = Desv7,2 = Desv7,3 = Media8,1 = Media8,2 = Media8,3 = Desv8,1 = Desv8,2 = Desv8,3 = Media9,1 = Media9,2 = Media9,3 = Desv9,1 = Desv9,2 = Desv9,3 =
Media10,1= Media10,2= Media10,3= Desv10,1= Desv10,2= Desv10,3= Media11,1 = Media11,2 = Media11,3 = Desv11,1 = Desv11,2 = Desv11,3 = Media12,1= Media12,2= Media12,3= Desv12,1= Desv12,2= Desv12,3=
Tabla 5: Media y desviación de la frecuencia de muestreo del acelerómetro en la cuadrícula del vestíbulo
En el caso del acelerómetro, Android no respeta la sugerencia que se le indica, aunque como se ve en la tabla 5, su valor real es muy superior al de la frecuencia indicada.
Por último se va a estudiar el comportamiento de los sensores cuando se modifica la frecuencia de muestreo. Las muestras anteriores se realizaron especificando una frecuencia fija de 5.00 Hz, en esta ocasión se va a medir la media y la desviación de la frecuencia de muestreo de acelerómetro y campo magnético realizando recorridos a 5 Hz, 10Hz y 20 Hz. A
continuación se muestran las imágenes correspondientes al campo magnético, ya que como se ha comentado anteriormente Android no utiliza este valor para el acelerómetro.
Figura 11: Frecuencia de muestreo del campo magnético y giroscopio durante un recorrido capturado a 10.00 Hz
En la tabla 6 se muestra un resumen de los datos obtenidos:
Acelerómetro Campo Magnético Recorrido Freq muestreo Media Desviación Media Desviación
1 5,00 230,18 226,21 5,05 0,79
2 10,00 237,51 184,83 10,03 1,12
3 20,00 335,71 309,05 22,01 11,10
Tabla 6: Media y desviación de la frecuencia de muestreo del acelerómetro y campo magnético en recorridos realizados con diferentes frecuencias de muestreo
Es importante resaltar que parte de estas imprecisiones pueden deberse a que la aplicación no sea capaz de responder a los eventos disparados por los sensores a la velocidad necesaria, por ello se recomienda ajustar la frecuencia al mínimo valor que realmente se considere necesario y evitar la captura de datos en aquellos sensores que no se vayan a necesitar.
De las observaciones realizadas en este apartado se pueden obtener las siguientes conclusiones:
• La frecuencia de muestreo que se indica a los sensores va a ser en realidad el valor mínimo de ésta, pero no se puede esperar un muestreo uniforme.
• En el caso del campo magnético cuando la frecuencia de muestreo es baja la precisión es aceptable, pero a medida que se aumenta la frecuencia los errores crecen considerablemente.
• En el caso del acelerómetro Android no sigue la recomendación que se le da, pero la frecuencia de muestreo es muy superior.
• Estas diferencias en la toma de datos de diferentes sensores sugieren la necesidad de calcular interpolaciones si se desea tener la posibilidad de analizar en el mismo instante las muestras de sensores diferentes.
• En cualquier caso, la velocidad de una persona caminando es de 1.6 m/s de media6, así que una frecuencia de muestreo de 5 Hz parece más que razonable en el ámbito de este proyecto, por lo tanto es la que se usará en el resto de los experimentos.