% MATLAB скрипт для чтения двоичных данных и построения графиков акселерометра и гироскопа
% с игнорированием первой секунды данных, конвертацией в физические величины и отображением RMS для каждого сигнала
% Константы
fs = 1666; % Частота дискретизации, Гц
G = 9.80665; % Ускорение свободного падения, м/с²
PI = 3.141592653589793;
% Диапазоны акселерометра и гироскопа
ACCEL_RANGE_G = 2; % ±2g
GYRO_RANGE_DPS = 250; % ±250°/с
% Коэффициенты масштабирования для окончательных величин
acc_g = (ACCEL_RANGE_G / 32768) * G; % м/с²/LSB
gyro_g = (GYRO_RANGE_DPS / 32768); % град/с/LSB
% Запрос файла у пользователя
[filename, pathname] = uigetfile('*.bin', 'Выберите двоичный файл данных');
if isequal(filename, 0)
errordlg('Файл не выбран. Скрипт завершен.', 'Ошибка');
return;
end
filepath = fullfile(pathname, filename);
% Открытие двоичного файла для чтения
fid = fopen(filepath, 'rb');
if fid == -1
errordlg('Невозможно открыть указанный файл.', 'Ошибка');
return;
end
% Чтение данных как int16
data = fread(fid, 'int16');
% Закрытие файла
fclose(fid);
% Проверка, что длина данных кратна 6
if mod(length(data), 6) ~= 0
errordlg('Размер данных не кратен 6. Проверьте корректность файла данных.', 'Ошибка');
return;
end
% Вычисление количества записей
num_records = length(data) / 6;
% Преобразование данных в матрицу N x 6
data = reshape(data, 6, num_records)';
% Столбцы соответствуют: [gyro_x, gyro_y, gyro_z, acc_x, acc_y, acc_z]
% Извлечение данных гироскопа и акселерометра
gyro_data = data(:, 1:3);
acc_data = data(:, 4:6);
% Создание временного вектора с учетом частоты дискретизации
t = (0:num_records-1)' / fs; % Время в секундах
% Игнорирование первой секунды данных
ignore_samples = fs; % Количество записей, соответствующее первой секунде
if num_records <= ignore_samples
errordlg('Длина записи меньше или равна одной секунде. Недостаточно данных для обработки.', 'Ошибка');
return;
end
gyro_data = gyro_data(ignore_samples+1:end, :);
acc_data = acc_data(ignore_samples+1:end, :);
t = t(ignore_samples+1:end);
% Конвертация данных в физические величины
acc_data = acc_data * acc_g; % м/с²
gyro_data = gyro_data * gyro_g; % рад/с
% Расчет среднего значения для каждого сигнала
mean_acc = mean(acc_data);
mean_gyro = mean(gyro_data);
% Вычитание среднего значения из каждого сигнала
acc_data_centered = acc_data - mean_acc;
gyro_data_centered = gyro_data - mean_gyro;
% Расчет RMS для каждого сигнала относительно среднего уровня
rms_acc = rms(acc_data_centered);
rms_gyro = rms(gyro_data_centered);
% Создание фигуры на весь экран с панелью инструментов
figure('units','normalized','outerposition',[0 0 1 1], 'Toolbar', 'figure');
% Получение дескриптора панели инструментов
htoolbar = findall(gcf,'Type','uitoolbar');
% Отключение кнопки Pan и оставление только Zoom
% Поиск кнопки Pan
hpan = findall(htoolbar,'Tag','Exploration.Pan');
if ~isempty(hpan)
delete(hpan); % Удаляем кнопку Pan
end
% Поиск кнопок Zoom
hzoom_in = findall(htoolbar,'Tag','Exploration.ZoomIn');
hzoom_out = findall(htoolbar,'Tag','Exploration.ZoomOut');
% Убедимся, что кнопки Zoom видимы
if ~isempty(hzoom_in)
set(hzoom_in, 'Visible', 'on');
end
if ~isempty(hzoom_out)
set(hzoom_out, 'Visible', 'on');
end
% Построение данных акселерометра и гироскопа в одном окне с отдельными графиками для каждого сигнала
ax1 = subplot(3,2,1);
plot(t, acc_data(:, 1), 'r');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_x (м/с²)');
title(['Акселерометр - acc\_x (Mean = ' num2str(mean_acc(1)) ', RMS = ' num2str(rms_acc(1)) ')']);
grid on;
ax2 = subplot(3,2,3);
plot(t, acc_data(:, 2), 'b');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_y (м/с²)');
title(['Акселерометр - acc\_y (Mean = ' num2str(mean_acc(2)) ', RMS = ' num2str(rms_acc(2)) ')']);
grid on;
ax3 = subplot(3,2,5);
plot(t, acc_data(:, 3), 'g');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_z (м/с²)');
title(['Акселерометр - acc\_z (Mean = ' num2str(mean_acc(3)) ', RMS = ' num2str(rms_acc(3)) ')']);
grid on;
ax4 = subplot(3,2,2);
plot(t, gyro_data(:, 1), 'r');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_x (град/с)');
title(['Гироскоп - gyro\_x (Mean = ' num2str(mean_gyro(1)) ', RMS = ' num2str(rms_gyro(1)) ')']);
grid on;
ax5 = subplot(3,2,4);
plot(t, gyro_data(:, 2), 'b');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_y (град/с)');
title(['Гироскоп - gyro\_y (Mean = ' num2str(mean_gyro(2)) ', RMS = ' num2str(rms_gyro(2)) ')']);
grid on;
ax6 = subplot(3,2,6);
plot(t, gyro_data(:, 3), 'g');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_z (град/с)');
title(['Гироскоп - gyro\_z (Mean = ' num2str(mean_gyro(3)) ', RMS = ' num2str(rms_gyro(3)) ')']);
grid on;
% Синхронизация оси X для всех графиков
linkaxes([ax1, ax2, ax3, ax4, ax5, ax6], 'x');
% Фильтрация данных с помощью скользящего среднего с окном 30 секунд
window_size = 30 * fs; % количество отсчетов в окне 30 секунд
acc_data_filtered = movmean(acc_data, window_size);
gyro_data_filtered = movmean(gyro_data, window_size);
% Создание новой фигуры для отображения отфильтрованных данных акселерометра и гироскопа
figure('units','normalized','outerposition',[0 0 1 1], 'Toolbar', 'figure');
ax7 = subplot(3,2,1);
plot(t, acc_data_filtered(:, 1), 'r');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_x (м/с²) - Фильтрованные');
title('Акселерометр (фильтрованные) - acc\_x');
grid on;
ax8 = subplot(3,2,3);
plot(t, acc_data_filtered(:, 2), 'b');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_y (м/с²) - Фильтрованные');
title('Акселерометр (фильтрованные) - acc\_y');
grid on;
ax9 = subplot(3,2,5);
plot(t, acc_data_filtered(:, 3), 'g');
xlabel('Время, сек');
ylabel('acc\_z (м/с²) - Фильтрованные');
title('Акселерометр (фильтрованные) - acc\_z');
grid on;
ax10 = subplot(3,2,2);
plot(t, gyro_data_filtered(:, 1), 'r');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_x (град/с) - Фильтрованные');
title('Гироскоп (фильтрованные) - gyro\_x');
grid on;
ax11 = subplot(3,2,4);
plot(t, gyro_data_filtered(:, 2), 'b');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_y (град/с) - Фильтрованные');
title('Гироскоп (фильтрованные) - gyro\_y');
grid on;
ax12 = subplot(3,2,6);
plot(t, gyro_data_filtered(:, 3), 'g');
xlabel('Время, сек');
ylabel('gyro\_z (град/с) - Фильтрованные');
title('Гироскоп (фильтрованные) - gyro\_z');
grid on;
% Синхронизация оси X для всех графиков фильтрованных данных
linkaxes([ax7, ax8, ax9, ax10, ax11, ax12], 'x');
