Step detection : distance estimation and noise segmentation using smartphone sensor data

Other Title(s)

تحديد الخطوات : تقدير المسافة و كشف الضوضاء في قراءة مستشعرات الهواتف الذكية

Dissertant

al-Nuaymat, Rami Mahmud Musa

Thesis advisor

al-Mahadin, Bassam Muhammad Salim

University

Mutah University

Faculty

Information Technology College

Department

Computer Science Department

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2020

Arabic Abstract

في الأونة الأخيرة، و مع التطور السريع لتقنيات الذكاء الاصطناعي و الهواتف الذكية، أصبحت الخدمات منخفضة التكلفة التي توفرها الهواتف الذكية و أجهزة الاستشعار المدمجة واحدة من أكثر الأشياء إثارة للاهتمام للباحثين.

و هناك العديد من الدراسات التي تستخدم مجسات الهاتف الذكي في تحديد المواقع و قياس المسافة دون الانتباه إلى التأثيرات التي قد تحدث أثناء الحركة.

عادة ما تؤثر هذه التأثيرات على دقة تقدير المسافة من خلال زيادة أو تقليل عدد الخطوات المقدرة و أيضا التأثير على تحديد حجم الخطوة و خصوصاً داخل المواقع المغلقة مثل الابنية.

في هذه الأطروحة، تم اقتراح طريقة لتقدير المسافة على أساس طول الخطوة الديناميكي مع مراعاة التأثيرات الناتجة عن طول الشخص و سرعته و كيفية حمله للهاتف.

تهدف هذه الطريقة إلى إزالة هذه التأثيرات من الإشارة و اكتشاف عند الخطوات عن طريق حساب قيمة الحجم لبيانات مقياس التسارع ثلاثي للمحاور.

حيث يتم تطبيق مرشح Lowpass لإزالة هذه التأثيرات و التي قد تحدث بسبب اهتزاز الابدي كتابة للرسائل النصية او أرجحه الهاتف اثناء المسير، و غيرها.

حيث تم اختبار النهج في بيئات حقيقية و اظهرت النتائج فعالية منهجنا حيث أن الدقة عالية مقارنه بأعمال سابقة.

تم تطبيق (Fuzzy Logic) لتحسين النتيجة حيث تم استخدام النتائج التي تم جمعها من النهج الأول كمدخلات لي Fuzzy Logic) ليتم تحديد حجم الخطوة و من ثم تحسين المسافة المقدرة بناء على سرعة المستخدم، طول المستخدم و الأنشطة التي يقوم بها المستخدم اثناء المشي.

بالإضافة إلى ذلك تم اجراء العديد من التجارب المختلفة في هذه الاطروحة لتقييم أداء النهج المقترح، و مقارنة النتائج مع نتائج الطرق السابقة، حيث توفر الاطروحة نتائج واعدة في تحديد و تقدير المسافة، و إيجاد طريق جديدة لإيجاد المسافات غير الطرق التقليدية و ذلك من خلال استخدام المستشعرات المتوفرة في الهواتف الذكية.

English Abstract

Recently, with the rapid development of AI technologies and smartphones, the low-cost services provided by smartphones as well as the embedded sensors have become one of the most interesting things for researchers.

There are many studies used the smartphone sensors in Localization and distance measurement without paying attention to the noise that may occur during the movement.

This noise usually severely affects the accuracy of the distance estimation by increasing or decreasing the number of estimated steps and influencing the determination of the step length.

In this thesis, we propose a distance estimation approach based on dynamic step taking into consideration the user speed, height, and how to carry a phone.

The method aims to remove the noise from the signal and detect the number of steps regardless of noise by computing the magnitude value for the three-axis accelerometer data.

The Lowpass filter is applied to remove the noise such as irrelevant movement occurred due to handshaking, texting, swinging, and others.

The approach is tested in real environments and the results show the effectiveness of our approach as the accuracy is high.

We applied fuzzy logic to enhance the result based on the data that collected from the first approach as input to improve the estimation distance and determine step length based on the user acceleration, height, and the wavelength of the signal.

In addition, the thesis has conducted different experiments to evaluate the performance of the proposed approach, the thesis also compared the proposed method with previous methods, and thesis method provides promising results in determining and estimation the distance.

Main Subjects

Information Technology and Computer Science

No. of Pages

69

Table of Contents

Table of contents.

Abstract.

Abstract in Arabic.

Chapter One : Introduction.

Chapter Two : Literature review.

Chapter Three : Proposed approaches.

Chapter Four : Results and discussion.

References.

American Psychological Association (APA)

al-Nuaymat, Rami Mahmud Musa. (2020). Step detection : distance estimation and noise segmentation using smartphone sensor data. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Mutah University, Jordan
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1400931

Modern Language Association (MLA)

al-Nuaymat, Rami Mahmud Musa. Step detection : distance estimation and noise segmentation using smartphone sensor data. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Mutah University. (2020).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1400931

American Medical Association (AMA)

al-Nuaymat, Rami Mahmud Musa. (2020). Step detection : distance estimation and noise segmentation using smartphone sensor data. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Mutah University, Jordan
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1400931

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1400931