[chronojump] Uploaded R functions to calculate repetitions and dynamics of force sensor
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- Subject: [chronojump] Uploaded R functions to calculate repetitions and dynamics of force sensor
- Date: Wed, 9 Oct 2019 16:01:30 +0000 (UTC)
commit b135144d562aeafbf8aca2cb87310c39e2a52d05
Author: Xavier Padullés <x padulles gmail com>
Date: Wed Oct 9 17:50:22 2019 +0200
Uploaded R functions to calculate repetitions and dynamics of force sensor
r-scripts/forcePosition.R | 203 ++++++++
r-scripts/tests/Rubber-Band-clean.csv | 750 +++++++++++++++++++++++++++++
r-scripts/tests/Rubber-Band-noisy.csv | 872 ++++++++++++++++++++++++++++++++++
3 files changed, 1825 insertions(+)
---
diff --git a/r-scripts/forcePosition.R b/r-scripts/forcePosition.R
new file mode 100644
index 00000000..e4a9ebfc
--- /dev/null
+++ b/r-scripts/forcePosition.R
@@ -0,0 +1,203 @@
+#F = sqrt( (cos(angle) * (ForceSensor + Mass * accel))^2 + #Horizontal component
+# (sin(angle) * (ForceSensor + Mass * accel) + Mass * 9.81)^2) #Vertical component
+
+getDynamicsFromForceSensor <- function(file =
"/home/xpadulles/.local/share/Chronojump/forceSensor/83/1_Xavier Padullés_2019-10-01_13-03-41.csv",
+ totalMass = 75,
+ angle = 0,
+ smooth = 5,
+ minDisplacement = 0.1
+)
+{
+ forceSensor = read.csv(file, sep =";", dec = ",", header = TRUE)
+ colnames(forceSensor) = c("time", "rawForce")
+ forceSensor$time = forceSensor$time / 1E6 #Converting microseconds to
seconds
+
+ position = forceSensor$rawForce/71.97 #71.93 N/m measured in the
black rubber
+ position2 = filter(position, rep(1/smooth, smooth, sides = 2)) #Moving average
+
+ speed = NA
+ for(i in 2:(length(forceSensor$time) -1)){
+ speed = c(speed, (position2[i + 1] - position2[i - 1]) / (forceSensor$time[i+1] -
forceSensor$time[i -1]) )
+ }
+
+ speed = c(speed, speed[length(speed)])
+ speed2 = filter(speed, rep(1/smooth, smooth, sides = 2))
+
+
+ accel = NA
+ for(i in 2:(length(forceSensor$time) -1)){
+ accel = c(accel, (speed2[i + 1] - speed2[i - 1]) / (forceSensor$time[i+1] -
forceSensor$time[i -1]) )
+ }
+
+ accel = c(accel, accel[length(accel)])
+ accel2 = filter(accel, rep(1/smooth, smooth, sides = 2))
+
+ resultantForce = sqrt( (cos(angle*pi/180) * (forceSensor$rawForce + totalMass * accel2))^2 +
#Horizontal component
+ (sin(angle*pi/180) * (forceSensor$rawForce + totalMass * accel2) +
totalMass * 9.81)^2) #Vertical component
+ power = speed2 * (forceSensor$rawForce + totalMass * accel2) + #Power associated to
the acceleration of the mass
+ speed2 * (sin(angle*pi/180) * totalMass * 9.81) #Power associated to the
gravitatory field
+
+ dynamics = matrix(c(forceSensor$time, forceSensor$rawForce, position, position2, speed, speed2,
accel, accel2, resultantForce, power), ncol = 10)
+ colnames(dynamics) = c("time", "rawForce", "position", "position2", "speed", "speed2", "accel",
"accel2", "resultantForce", "power")
+
+ #Trimming rows with NA
+ dynamics = dynamics[(which(!is.na(dynamics[,"accel2"]))), ]
+
+ # par(mfrow = c(1,1))
+ # #
+ # #par(new = TRUE)
+ # plot(forceSensor$time, speed, type = "l", col = "green", axes = F, xlab ="", ylab = "")
+ # #axis(side = 4, col = "green")
+ # lines(forceSensor$time, speed2, col = "green2")
+ #
+ #
+ # par(new = TRUE)
+ # plot(accel, type = "l", col = "pink", main = "", xlab = "", ylab = "", axes = F)
+ # lines(accel2, col = "magenta")
+ # par(new = T)
+ #
+ # plot(forceSensor$time, forceSensor$rawForce, col = "grey", type = "l"
+ # #,ylim =c(min(c(na.omit(forceSensor$rawForce), na.omit(resultantForce))),
max(c(na.omit(forceSensor$rawForce), na.omit(resultantForce))))
+ # #,axes = F
+ # , ylab = "", xlab = ""
+ # ,xlim = c(0, 8)
+ # )
+ # lines(forceSensor$time, resultantForce, col = "blue")
+ # par(new = T)
+ #
+ # plot(forceSensor$time, power, col = "red", type = "l",
+ # axes = F, ylab = "", xlab = "")
+ # #axis(side = 4)
+ # par(new = T)
+
+ repetitions = getRepetitions(dynamics[, "time"], dynamics[, "position"], dynamics[, "rawForce"],
minDisplacement)
+
+ plot(dynamics[, "time"]
+ ,dynamics[, "position"]
+ , type = "l", xlab = "Time", ylab = "Position"
+ #,xlim = c(0, 8)
+ #, ylim = c(0,0.04)
+ #, axes = F
+ )
+ #plot(position2, type = "l")
+ # lines(dynamics[, "time"], dynamics[, "position2"], col = "grey")
+
+ # print(extremesSamples)
+ points(dynamics[repetitions$extremesSamples, "time"],
+ #extremesSamples,
+ dynamics[repetitions$extremesSamples,"position"])
+ text(dynamics[repetitions$extremesSamples, "time"],
dynamics[repetitions$extremesSamples,"position"], pos =4
+ , paste("(", round(dynamics[repetitions$extremesSamples, "time"], digits = 2), ", ",
round(dynamics[repetitions$extremesSamples,"position"], digits = 2), ")", sep="")
+ )
+
+ return(list(
+ time=dynamics[,"time"],
+ rawForce=dynamics[,"rawForce"],
+ position=dynamics[,"position"],
+ position2=dynamics[,"position2"],
+ speed=dynamics[,"speed"],
+ speed2=dynamics[,"speed2"],
+ accel=dynamics[,"accel"],
+ accel2=dynamics[,"accel2"],
+ resultantForce=dynamics[,"resultantForce"],
+ power=dynamics[,"power"],
+ # minSamples = extremes$minSamples,
+ # maxSamples = extremes$maxSamples,
+ extremesSamples = repetitions$extremesSamples
+ ,RFDs = repetitions$RFDs
+ ,meanSpeeds = repetitions$meanSpeeds
+ )
+ )
+}
+
+getRepetitions <- function(time, position, force, minDisplacement){
+
+ currentSample = 1
+ startDebounceSample = 1 #Sample of a possible start of the phase
+ debouncing = FALSE #If an extreme is found we must check if it keeps increasing
or decreasing for at least minDisplacement
+ RFDs = NA
+ meanSpeeds = NA
+
+ #Detecting the first phase
+
+ while(currentSample < length(position) -1){
+
+ currentSample = currentSample +1
+ if( #Minimum
+ (position[currentSample] < position[currentSample -1] & position[currentSample] <
position[currentSample+1]) ||
+ #Maximum
+ (position[currentSample] > position[currentSample -1] & position[currentSample] >
position[currentSample + 1]))
+ {
+ startDebounceSample = currentSample
+ }
+ if (position[currentSample] - position[startDebounceSample] > minDisplacement){
+ print("Starting in Concentric")
+ concentric = 1
+ break()
+ } else if(position[currentSample] - position[startDebounceSample] < -minDisplacement){
+ print("Starting in Eccentric")
+ concentric = -1
+ break()
+ }
+ }
+
+ print(paste("force:", force[currentSample]))
+ extremesSamples = startDebounceSample
+ #debouncing = T
+ print(paste("extremeSamples:", extremesSamples))
+ print("-------------------end of First phase-------------------")
+
+ currentSample = currentSample +1
+
+ while(currentSample < length(position) -1){
+
+ #Checking if it is an extreme.
+ if (concentric * position[currentSample +1] < concentric * position[currentSample]
+ #&& concentric * position[currentSample -1] < concentric * position[currentSample]
+ )
+ {
+ lastRFD = (force[currentSample] - force[startDebounceSample]) / (time[currentSample]
- time[startDebounceSample])
+ lastMeanSpeed = (position[currentSample] - position[startDebounceSample]) /
(time[currentSample] - time[startDebounceSample])
+
+ startDebounceSample = currentSample #The next debounces will be checked
from this sample
+ debouncing = TRUE #Starting a new debounce process
+ print(paste("startDebounceSample:", startDebounceSample))
+ # print(paste("debouncin:", debouncing))
+ concentric = -concentric
+
+ # print(paste(currentSample, "Concentric =", concentric))
+ # print(paste(position[currentSample], position[currentSample +1]))
+ # print(paste("startDebounceSample:", startDebounceSample))
+ }
+
+ #if debouncing, check if the position is far enough from the last extreme
+ if(debouncing && concentric * (position[currentSample] - position[startDebounceSample]) >
minDisplacement){
+ print(paste("-----------minDisplacement detected at", currentSample))
+ print(paste("Extreme added at:", startDebounceSample))
+ #We can consider that the last extreme in an actual change of phase.
+ extremesSamples = c(extremesSamples, startDebounceSample)
+ RFDs = c(RFDs, lastRFD)
+ meanSpeeds = c(meanSpeeds, lastMeanSpeed)
+ #concentric = -concentric #The slope of the signal has changed
+ print(paste("Current phase is", concentric))
+
+ #End of debouncing
+ debouncing = F
+ }
+
+ currentSample = currentSample +1
+ }
+
+ #Checking if the las sample is far enough from the last extreme
+ currentSample = currentSample + 1
+ if( abs(position[currentSample] - position[startDebounceSample]) > minDisplacement ) {
+ extremesSamples = c(extremesSamples, currentSample)
+ }
+ return(list(
+ extremesSamples = extremesSamples[1:length(extremesSamples)]
+ , RFDs = RFDs[2:length(RFDs)]
+ , meanSpeeds = meanSpeeds[2:length(meanSpeeds)]))
+}
+
+dynamics = getDynamicsFromForceSensor(file =
"/home/xpadulles/.local/share/Chronojump/forceSensor/83/1_Xavier Padullés_2019-10-02_15-31-40.csv",
+ smooth = 10, totalMass = 0, angle = 0, minDisplacement = 0.5)
\ No newline at end of file
diff --git a/r-scripts/tests/Rubber-Band-clean.csv b/r-scripts/tests/Rubber-Band-clean.csv
new file mode 100644
index 00000000..0b9d0346
--- /dev/null
+++ b/r-scripts/tests/Rubber-Band-clean.csv
@@ -0,0 +1,750 @@
+Time (micros);Force(N)
+0;52,52
+968;52,77
+3324;52,87
+14628;53,01
+25964;53,26
+37304;53,34
+48624;53,6
+59964;53,61
+71300;53,85
+82640;53,92
+93980;54,06
+105308;54,17
+116648;54,29
+127988;54,55
+139324;54,58
+150656;54,78
+161996;54,85
+173336;55,11
+184668;55,22
+196000;55,25
+207332;55,4
+218660;55,37
+230004;55,49
+241332;55,44
+252680;55,57
+264012;55,61
+275352;55,66
+286684;55,73
+298024;55,71
+309360;55,8
+320692;55,69
+332024;55,78
+343360;55,68
+354700;55,59
+366028;55,52
+377364;55,37
+388696;55,42
+400028;55,24
+411376;55,24
+422708;55,06
+434040;55,16
+445384;55,07
+456712;54,94
+468052;54,91
+479384;54,63
+490724;54,57
+502056;54,3
+513396;54,34
+524736;54,24
+536060;54
+547396;53,94
+558736;53,78
+570072;53,77
+581412;53,59
+592744;53,56
+604076;53,34
+615416;53,25
+626748;53,09
+638084;52,78
+649424;52,71
+660756;52,56
+672088;52,53
+683428;52,27
+694756;52,22
+706092;52,21
+717424;52,15
+728756;52,15
+740104;51,97
+751432;51,98
+762776;51,85
+774104;51,91
+785448;51,82
+796780;51,67
+808112;51,68
+819448;51,69
+830788;51,82
+842128;51,68
+853448;51,72
+864788;51,67
+876128;51,71
+887460;51,71
+898800;51,57
+910132;51,65
+921468;51,54
+932800;51,63
+944140;51,58
+955472;51,54
+966804;51,58
+978132;51,52
+989476;51,62
+1000808;51,55
+1012140;51,62
+1023468;51,54
+1034800;51,65
+1046140;51,6
+1057484;51,52
+1068816;51,52
+1080156;51,4
+1091484;51,54
+1102816;51,52
+1114156;51,64
+1125488;51,61
+1136820;51,59
+1148160;51,65
+1159488;51,65
+1170828;51,77
+1182160;51,67
+1193492;51,76
+1204832;51,69
+1216160;51,63
+1227508;51,62
+1238848;51,64
+1250180;51,78
+1261508;51,69
+1272848;51,86
+1284188;51,76
+1295528;51,76
+1306868;51,72
+1318200;51,72
+1329532;51,69
+1340868;51,55
+1352200;51,62
+1363540;51,47
+1374868;51,49
+1386212;51,4
+1397540;51,43
+1408884;51,4
+1420224;51,31
+1431560;51,42
+1442892;51,16
+1454232;51,16
+1465564;51,07
+1476888;51,04
+1488232;50,9
+1499568;50,72
+1510900;50,75
+1522232;50,58
+1533568;50,59
+1544904;50,41
+1556248;50,28
+1567576;50,21
+1578912;50,04
+1590244;49,96
+1601584;49,66
+1612916;49,59
+1624252;49,37
+1635584;49,33
+1646916;49,09
+1658252;48,89
+1669580;48,75
+1680916;48,5
+1692252;48,43
+1703592;48,12
+1714928;48,04
+1726256;47,81
+1737596;47,68
+1748936;47,49
+1760264;47,19
+1771604;47,09
+1782932;46,84
+1794268;46,81
+1805608;46,59
+1816940;46,54
+1828280;46,54
+1839612;46,5
+1850944;46,59
+1862280;46,56
+1873628;46,74
+1884960;46,95
+1896300;47,42
+1907628;47,72
+1918972;48,09
+1930296;48,69
+1941632;49,24
+1952976;50,11
+1964308;50,9
+1975648;51,96
+1986976;52,76
+1998308;53,95
+2009648;55,12
+2020988;56,16
+2032328;57,54
+2043660;58,81
+2055000;60,24
+2066328;61,56
+2077668;63
+2088992;64,41
+2100340;65,74
+2111672;67,3
+2123012;68,69
+2134344;70,21
+2145684;71,53
+2157008;73,11
+2168348;74,46
+2179680;75,98
+2191008;77,55
+2202356;78,92
+2213692;80,35
+2225024;81,56
+2236364;82,91
+2247696;84,19
+2259028;85,41
+2270360;86,42
+2281700;87,28
+2293032;88,3
+2304364;89,02
+2315696;89,85
+2327024;90,48
+2338364;90,97
+2349692;91,33
+2361044;91,68
+2372372;91,9
+2383700;91,81
+2395044;91,76
+2406376;91,35
+2417704;90,87
+2429044;90,14
+2440376;89,27
+2451708;88,33
+2463048;87,26
+2474380;86,23
+2485712;84,95
+2497044;83,72
+2508384;82,33
+2519716;81,05
+2531048;79,66
+2542396;78,15
+2553732;76,84
+2565060;75,24
+2576400;73,74
+2587728;72,09
+2599064;70,54
+2610400;68,87
+2621740;67,19
+2633072;65,48
+2644408;63,56
+2655736;61,74
+2667080;59,74
+2678412;57,91
+2689748;55,87
+2701076;53,84
+2712416;51,74
+2723748;49,48
+2735080;47,31
+2746424;44,83
+2757752;42,46
+2769096;40,06
+2780420;37,88
+2791756;35,53
+2803100;32,97
+2814420;30,55
+2825760;27,99
+2837088;25,7
+2848428;23,29
+2859764;21,06
+2871100;18,84
+2882428;16,68
+2893768;14,7
+2905096;12,71
+2916436;11,13
+2927768;9,53
+2939056;8,26
+2950388;7,18
+2961720;6,45
+2973052;5,9
+2984384;5,23
+2995716;5,05
+3007044;5,09
+3018380;5,71
+3029728;6,08
+3041044;6,89
+3052388;7,88
+3063724;9,09
+3075052;10,5
+3086436;11,68
+3097772;13,23
+3109108;14,69
+3120448;16,41
+3131780;18,31
+3143116;20,31
+3154448;22,49
+3165780;24,55
+3177120;26,86
+3188460;29,08
+3199792;31,57
+3211128;33,9
+3222464;36,38
+3233796;38,94
+3245136;41,27
+3256468;43,78
+3267796;46,03
+3279132;48,39
+3290472;50,56
+3301800;52,96
+3313128;55,33
+3324464;57,55
+3335804;59,85
+3347132;61,95
+3358480;64,27
+3369808;66,52
+3381148;68,81
+3392480;71,11
+3403820;73,31
+3415152;75,56
+3426492;77,46
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