100赫兹的采样频率在数据精度和硬件效率之间起着最佳的平衡作用。对于用于行走任务的无线足底传感器而言，该速率足以捕捉关键的生物力学事件——特别是冲击峰值力和主动峰值力——而不会丢失数据。它确保了高保真度的力-时间曲线，同时避免了与更高频率有线系统相关的技术开销。
核心要点 100赫兹之所以被认为合适，是因为它能在不耗尽无线移动技术固有的电力和存储限制的情况下，捕捉行走所需的生物力学细节。
捕捉行走的生物力学
要有效地分析步态，您必须捕捉步态周期中力快速变化的特定时刻。
保留峰值力数据
主要的生物力学要求是准确检测力峰值。100赫兹的采样率足以记录行走过程中发生的冲击峰值力（初始脚跟撞击）和主动峰值力（蹬离）。
生成高保真度曲线
除了峰值数据，数据的形状也很重要。该频率可以生成平滑的力-时间曲线，使研究人员能够分析每一步中力的变化过程。
无线工程的限制
使用100赫兹的决定很大程度上受到硬件本身限制的影响。无线传感器面临有线实验室设备所没有的限制。
管理功耗
无线传输是耗能的。通过将采样率限制在100赫兹，系统可以显著降低传感器电池的功耗，延长设备的运行时间。
优化存储容量
数据通常需要存储在容量有限的移动设备上。适中的采样率可以防止大量数据文件的快速累积，确保在存储瓶颈的情况下也能记录更长的行走试验。
理解权衡
虽然100赫兹是行走的标准，但它代表了一种旨在简化系统的特定折衷。
简洁性与带宽
更高的采样率通常需要复杂的高带宽有线系统来处理数据流。使用100赫兹可以实现更简单、无线的连接设计，更容易在实际环境中部署。
针对行走的特异性
需要注意的是，该标准是专门针对行走力学校准的。该速率为行走事件的速度提供了足够的分辨率，但避免了以更高速度记录较慢运动所带来的不必要的数据冗余。
为您的目标做出正确选择
在配置传感器时，请根据您的具体分析需求和硬件能力进行考虑。
- 如果您的主要关注点是生物力学保真度：请相信100赫兹足以捕捉标准行走分析所需的关键冲击力和主动力峰值。
- 如果您的主要关注点是操作效率：请依靠100赫兹来最大化电池寿命并最小化存储使用，从而实现更长、不间断的数据收集会话。
通过选择100赫兹，您可以确保数据在生物力学上保持有效，同时又不牺牲使无线传感具有价值的便携性和持久性。
总结表：
| 特性 | 100赫兹要求 | 对行走任务的好处 |
|---|---|---|
| 数据精度 | 高 | 准确捕捉冲击峰值和主动蹬离力。 |
| 信号保真度 | 高 | 生成平滑的力-时间曲线，用于步态分析。 |
| 功耗 | 优化 | 延长无线和移动操作的电池寿命。 |
| 存储需求 | 低 | 防止在长时间行走试验期间出现数据瓶颈。 |
| 系统复杂性 | 简化 | 无需高带宽即可实现无线的实际部署。 |
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参考文献
- Pui Wah Kong, Cheryl Lim. Validation of In-Shoe Force Sensors during Loaded Walking in Military Personnel. DOI: 10.3390/s23146465
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .