Как фитнес-браслет считает шаги

Фитнес-браслет не видит ваши ноги и не знает, идёте вы или сидите в автобусе. Он смотрит на движение: датчик замечает толчки и покачивания руки, а алгоритм решает, какие из них похожи на шаги. Счётчик точен, пока движение напоминает ходьбу, и ошибается там, где на ходьбу похоже что-то другое.

Акселерометр и что он чувствует

Главный датчик в браслете — акселерометр. Это крошечный чип, который измеряет ускорение по трём осям: вверх и вниз, вперёд и назад, влево и вправо.
Даже когда браслет лежит неподвижно, акселерометр фиксирует ускорение силы тяжести, и по нему устройство понимает, как повёрнута рука. Для шагов важны изменения. Каждый шаг отзывается в запястье коротким толчком и покачиванием, и датчик опрашивает движение много раз в секунду.
Походка создаёт ритм: при каждом шаге тело на мгновение ускоряется вверх, а рука получает толчок. Именно этот повторяющийся ритм датчик и ищет, поэтому ходьба распознаётся лучше, чем хаотичная активность.
В некоторых браслетах есть гироскоп, который измеряет вращение. Он помогает отделить поворот запястья от настоящего шага. Барометр, реагирующий на давление, нужен не для шагов, а для подъёма по лестнице и смены этажей. Пульс измеряет отдельный оптический датчик, а шаги считает акселерометр. Насколько пульсометр точен, разобрано в статье насколько точен пульс на браслете.

Как алгоритм решает, что это шаг

Сырой сигнал датчика — это непрерывная кривая, на которой шаги никак не отмечены. Алгоритм сначала убирает медленные наклоны руки и мелкую дрожь, а затем ищет в оставшемся сигнале пики, которые повторяются в ритме ходьбы.
Логика примерно такая. Пик должен быть достаточно заметным, чтобы его не приняли за шум. Между двумя шагами должен пройти минимальный промежуток времени, поэтому одно резкое взмахивание рукой не превращается в два шага. Чем стабильнее ритм, тем увереннее браслет засчитывает серию.
Точные правила у каждого производителя свои, и они могут меняться вместе с обновлениями прошивки. Поэтому одна и та же модель после обновления может считать немного иначе.
Тот же принцип работает ночью, когда браслет оценивает сон. Подробнее об этом — в статье как работает трекер сна.

Почему показания разных устройств отличаются

Два браслета на одной руке могут показывать заметно разные цифры, и это не обязательно поломка. Обычно причин несколько.

• Место ношения. Браслет на запястье видит всё, что делает рука. Датчик у пояса или в кармане ближе к центру тела и меньше реагирует на жесты.
• Размах руки. Если при ходьбе рука почти не качается, толчков становится меньше, и часть шагов может потеряться.
• Длина шага. Расстояние получается как число шагов, умноженное на длину шага. Неверная длина искажает километраж, даже если счёт шагов точный.
• Алгоритм. Два производителя по одному и тому же движению могут принять разные решения: фильтры и пороги у всех свои.
• Посадка. Болтающийся браслет даёт шумный сигнал, а датчик на коже работает хуже, чем при плотном прилегании.

Из этого списка видно главное: одно и то же устройство в разных условиях покажет разные цифры, и это не обман. Сравнивайте тенденции одного браслета во времени, а не цифры разных браслетов между собой.

Ложные и пропущенные шаги

Ошибки бывают двух видов, и причины у них разные. Ложные шаги появляются там, где рука двигается ритмично, но вы никуда не идёте.

• Транспорт. Тряска автобуса, поезда или машины передаётся браслету, особенно если рука лежит на подлокотнике или на колене.
• Жесты. Печатание, мытьё посуды, готовка и размахивание руками во время разговора дают похожие толчки.

Пропущенные шаги случаются, когда толчки слишком слабые. Так бывает при медленной ходьбе, при шарканье и при прогулке с неподвижной рукой, например с двумя тяжёлыми сумками. Коляска и тележка часто сбивают счёт: рука лежит на ручке и почти не качается, а ритм ломается. Такие прогулки лучше считать приблизительными.
Чтобы понять, какая ошибка у вас чаще, посмотрите на обстоятельства. Лишние шаги, которые появляются вечером за столом или во время готовки, почти всегда связаны с жестами. Пропуски в дни с коляской, сумками или при неспешной прогулке обычно связаны с тем, что рука двигалась мало. Это не случайность, а понятная связь между движением и сигналом.

Как по шагам считают расстояние и калории

Расстояние — это оценка, а не измерение. Браслет умножает число шагов на длину шага. Длину берут из роста и пола или из собственной калибровки, если её сделали.
Представьте двух людей с одинаковым числом шагов за день. Тот, кто идёт широко, пройдёт заметно больше, а браслет без правильной длины шага посчитает их одинаково. Поэтому для расстояния важнее всего, насколько точно задана длина шага.
Калории устроены сложнее. Их считают по движению, а также по вашим данным: весу, возрасту, полу и, если есть датчик, по пульсу. Поэтому цифры калорий стоит читать как ориентир. Сравнивайте их с собой за несколько недель, а не с соседом.

Как сделать подсчёт точнее

Несколько простых шагов заметно сглаживают расхождения.

• Носите браслет на запястье плотно, но без давления, чтобы он не болтался при ходьбе.
• Многие носят его на нерабочей руке. Рабочая рука делает больше мелких движений, например пишет или работает мышью, и они могут попасть в счёт. Попробуйте обе руки и сравните за день.
• Укажите в приложении правильные рост и пол: от них зависят длина шага и калории.
• Откалибруйте длину шага. В ряде приложений можно пройти знакомую дистанцию с включённым GPS на телефоне, и приложение пересчитает длину шага под вас.
• Не сравнивайте браслет с телефоном как с эталоном. Это два датчика в разных местах, и расхождение между ними обычное дело.

Проверить точность можно просто. Пройдите знакомый короткий отрезок, например от подъезда до угла, посчитайте шаги вручную и сравните с браслетом. Повторите так в обычном темпе и в медленном. Если браслет стабильно занижает, сигнал, скорее всего, слабый, и поможет плотная посадка. Если завышает, ищите источник лишних толчков: жесты, сумку в руке, движение в транспорте.
Если браслет вам неудобен или не подходит под образ жизни, может помочь другой формат. Об этом подробнее в статье как выбрать фитнес-браслет.

Частые ситуации и что делать

Частые вопросы

Почему браслет насчитал шаги, пока я сидел?

Чаще всего это не шаги, а движение рук или вибрация. Печатание, жесты и поездка в транспорте дают ритмичный сигнал, который алгоритм может принять за ходьбу. Если так происходит часто, проверьте, не болтается ли браслет и не лежит ли рука на вибрирующей поверхности.

Почему шагов в браслете меньше, чем в телефоне?

Телефон и браслет считают шаги разными датчиками, и находятся они в разных местах. Телефон в сумке или кармане видит другое движение, поэтому цифры будут отличаться. Не выбирайте один из них эталоном, а смотрите на тенденцию за неделю.

Можно ли доверять счётчику шагов?

Для общей картины — да: если за неделю вы ходите больше, браслет это покажет. А вот точная цифра за один день может заметно расходиться с реальностью. Используйте шаги как ориентир для движения, а не как точное измерение.