颤振手势检测器 - Dart

简介

这是一款使用Dart语言编写的颤振手势检测器应用程序。通过检测用户手部运动，可判断是否出现颤抖现象。该应用程序可广泛应用于医疗保健、人机交互等领域。

功能

• 通过手机传感器获取手部运动数据；
• 利用算法分析手部数据，检测手部颤抖；
• 将颤抖事件记录并上传至服务器。

技术栈

• Flutter：跨平台移动应用程序开发框架；
• Dart：Flutter的编程语言。

实现细节

获取传感器数据

通过Flutter提供的flutter_sensors_plus插件即可获取传感器数据。该插件支持加速度计、陀螺仪等多种传感器类型，满足了颤振手势检测器应用对于数据获取的需求。

import 'package:flutter_sensors_plus/flutter_sensors_plus.dart';

StreamSubscription<AccelerometerEvent> _subscription;

void startSensorListening() {
  _subscription = accelerometerEvents.listen((AccelerometerEvent event) {
    // 处理传感器数据
  });
}

void stopSensorListening() {
  if (_subscription != null) {
    _subscription.cancel();
  }
}

数据处理

首先，需要对原始数据进行滤波，减少噪声对后期判断的干扰。常用的滤波器有移动平均滤波器、中值滤波器等。

import 'dart:math' as math;

class MovAvgFilter {
  List<double> _buffer;
  int _cursor;
  int _count;
  double _sum;

  MovAvgFilter(int size) {
    _buffer = List.filled(size, 0.0);
    _cursor = 0;
    _count = 0;
    _sum = 0.0;
  }

  double filter(double value) {
    _sum += value - _buffer[_cursor];
    _buffer[_cursor] = value;
    _cursor = (_cursor + 1) % _buffer.length;

    if (_count < _buffer.length) {
      _count++;
    }

    return _sum / _count;
  }
}

void processData(List<AccelerometerEvent> data) {
  final filter = MovAvgFilter(5);

  for (var i = 0; i < data.length; i++) {
    final x = filter.filter(data[i].x);
    final y = filter.filter(data[i].y);
    final z = filter.filter(data[i].z);

    // 判断是否出现颤抖
    // ...
  }
}

接下来，需要判断手部是否出现颤抖。颤抖被定义为手部运动的高频部分。因此，可以通过计算运动数据的高通滤波器来提取颤抖部分，再通过计算一定时间窗口内的均方根或标准差，判断是否超过一定阈值。

class HighPassFilter {
  double y1;
  double x1;
  double x2;
  double coef;

  HighPassFilter(double freq, double samplingFreq) {
    y1 = 0;
    x1 = 0;
    x2 = 0;

    final omega = 2 * math.pi * freq / samplingFreq;
    final tau = 1 / omega;
    coef = tau / (tau + 1);
  }

  double filter(double value) {
    // 一阶高通滤波器
    final y = coef * (y1 + value - x1);
    x2 = x1;
    x1 = value;
    y1 = y;

    return y;
  }
}

void processData(List<AccelerometerEvent> data) {
  final filter = HighPassFilter(0.5, 50);

  // 高通滤波
  final filteredData = data.map((e) => filter.filter(e.x)).toList();

  // 计算均方根
  final squareData = filteredData.map((e) => e * e).toList();
  final rms = math.sqrt(squareData.reduce((a, b) => a + b) / data.length);

  if (rms > 0.1) {
    // 触发颤抖事件
    // ...
  }
}

数据上传

当检测到颤抖事件后，需要将事件信息上传至服务器，保存至数据库中。可以使用HTTP协议向服务器发送POST请求，将事件信息打包成JSON格式的数据提交给服务器端。

import 'dart:convert';
import 'package:http/http.dart' as http;

Future<void> uploadEvent(String eventId) async {
  final url = 'https://example.com/events';
  final headers = {'Content-Type': 'application/json'};
  final body = jsonEncode({'id': eventId});

  final response = await http.post(Uri.parse(url), headers: headers, body: body);

  if (response.statusCode != 200) {
    throw Exception('Failed to upload event');
  }
}

总结

本文简单介绍了颤振手势检测器的设计与实现，其中包括数据获取、数据处理和数据上传等模块。颤抖检测的算法是本文的关键部分，需要基于现有的计算机视觉知识和信号处理知识对数据进行分析和处理。在实现应用程序时，需要深入理解Flutter和Dart的开发模式和语言特性，以便实现高质量和高效的代码。