Android - алгоритм обнаружения падения

Я пытаюсь создать приложение для обнаружения падений с помощью акселерометра смартфона в качестве школьного проекта (так что мне еще есть что улучшить). Я проводил некоторое исследование и нашел этот статья с некоторыми вычислениями, поэтому я пытаюсь превратить их в некоторый код.

Я попросил друга о помощи, и он объяснил мне, как делать эти расчеты. Но учитывая, что прошло несколько лет с тех пор, как я закончил среднюю школу, и я не очень хорошо разбираюсь в математике, я уверен, что кое-что ошибся. Так что я ожидал, что кто-нибудь может помочь мне выяснить, что не так.

Вот что мне нужно и что есть, на случай, если кто-то обнаружит, что не так.

return Math.abs(x) + Math.abs(y) + Math.abs(z);

    double anX = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.X) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.X);
    double anY = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Y) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Y);
    double anZ = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Z) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Z);
    double an = anX + anY + anZ;

    double anX0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.X), 2);
    double anY0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Y), 2);
    double anZ0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Z), 2);
    double an0 = Math.sqrt(anX0 + anY0 + anZ0);

    double anX1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.X), 2);
    double anY1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Y), 2);
    double anZ1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Z), 2);
    double an1 = Math.sqrt(anX1 + anY1 + anZ1);

    double a = an / (an0 * an1);

    return Math.acos(a) * (180 / Math.PI);

    double aX = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.X) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.X);
    double aY = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.Y) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.Y);
    double aZ = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.Z) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.Z);

    double a0 = aX + aY + aZ;

    double a1 = (Math.sqrt(Math.pow(aX, 2)) + Math.sqrt(Math.pow(aY, 2)) + Math.sqrt(Math.pow(aZ, 2)));

    return (Math.pow(Math.cos(a0 / a1), -1)) * (180 / Math.PI);

Я получаю одинаковую отдачу от второго и третьего расчета, и ни один из них не кажется ожидаемым, но я не могу найти, что делаю не так.

Вот код класса, подробнее

import android.app.IntentService;
import android.app.Service;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.IBinder;
import android.support.annotation.Nullable;
import android.support.annotation.VisibleForTesting;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import br.com.aimcol.fallalertapp.activity.FallNotificationActivity;
import br.com.aimcol.fallalertapp.model.Elderly;
import br.com.aimcol.fallalertapp.model.Person;
import br.com.aimcol.fallalertapp.model.User;
import br.com.aimcol.fallalertapp.util.AccelerometerAxis;
import br.com.aimcol.fallalertapp.util.RuntimeTypeAdapterFactory;

public class FallDetectionService extends IntentService implements SensorEventListener {


    private static final int ACCELEROMETER_SAMPLING_PERIOD = 1000000;
    private static final double CSV_THRESHOLD = 23;
    private static final double CAV_THRESHOLD = 18;
    private static final double CCA_THRESHOLD = 65.5;

    private SensorManager mSensorManager;
    private Sensor mAccelerometer;
    private User user;
    private Gson gson;

    private Long lastSentInMillis;
    private Long minTimeToNotifyAgain = 3000000L;

    private List<Map<AccelerometerAxis, Double>> accelerometerValues = new ArrayList<>();


    public FallDetectionService() {
        super(".FallDetectionService");
    }

    /**
     * Creates an IntentService.  Invoked by your subclass's constructor.
     *
     * @param name Used to name the worker thread, important only for debugging.
     */
    public FallDetectionService(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }

    @Override
    public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor,
                                        int accuracy) {
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        // Axis of the rotation sample, not normalized yet.
        double x = event.values[0];
        double y = event.values[1];
        double z = event.values[2];

        if (this.isFallDetected(x, y, z)) {
            if (this.isOkayToNotifyAgain()) {
                this.lastSentInMillis = System.currentTimeMillis();
                Toast.makeText(this, "Fall", Toast.LENGTH_LONG).show();
                FallNotificationActivity.startFallNotificationActivity(this, this.gson.toJson(this.user));
            }
        }
    }

    private boolean isFallDetected(double x,
                                double y,
                                double z) {

        double acceleration = this.calculateAcceleration(x, y, z);// - SensorManager.GRAVITY_EARTH;
        this.addAccelerometerValuesToList(x, y, z, acceleration);

        String msg = new StringBuilder("x: ").append(x).append(" y: ").append(y).append(" z: ").append(z).append(" acc: ").append(acceleration).toString();
        Log.d("FDS-Acc-Values", msg);

        if (acceleration > CSV_THRESHOLD) {
//            double angleVariation = this.calculateAngleVariation();
//            if (angleVariation > CAV_THRESHOLD) {
//                double changeInAngle = this.calculateChangeInAngle();
//                if (changeInAngle > CCA_THRESHOLD) {
                    Log.d("FDS-Fall-Happened", msg);
                   return true;
//                }
//            }
        }
        return false;
    }

    private void addAccelerometerValuesToList(double x,
                                              double y,
                                              double z,
                                              double acceleration) {
        if (this.accelerometerValues.size() >= 4) {
            this.accelerometerValues.remove(0);
        }
        Map<AccelerometerAxis, Double> map = new HashMap<>();
        map.put(AccelerometerAxis.X, x);
        map.put(AccelerometerAxis.Y, y);
        map.put(AccelerometerAxis.Z, z);
        map.put(AccelerometerAxis.ACCELERATION, acceleration);
        this.accelerometerValues.add(map);
    }

    private double calculateAcceleration(double x,
                                         double y,
                                         double z) {
        return Math.abs(x) + Math.abs(y) + Math.abs(z);
    }

    private double calculateAngleVariation() {
        int size = this.accelerometerValues.size();
        if (size < 2){
            return -1;
        }

        double anX = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.X) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.X);
        double anY = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Y) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Y);
        double anZ = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Z) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Z);
        double an = anX + anY + anZ;

//        double an = this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.ACCELERATION) * this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.ACCELERATION);

        double anX0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.X), 2);
        double anY0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Y), 2);
        double anZ0 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -2).get(AccelerometerAxis.Z), 2);
        double an0 = Math.sqrt(anX0 + anY0 + anZ0);

        double anX1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.X), 2);
        double anY1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Y), 2);
        double anZ1 = Math.pow(this.accelerometerValues.get(size -1).get(AccelerometerAxis.Z), 2);
        double an1 = Math.sqrt(anX1 + anY1 + anZ1);

        double a = an / (an0 * an1);

        return Math.acos(a) * (180 / Math.PI); //cosseno inverso? Ou cosseno ^-1?
    }

    private double calculateChangeInAngle() {
        int size = this.accelerometerValues.size();
        if (size < 4){
            return -1;
        }
        double aX = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.X) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.X);
        double aY = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.Y) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.Y);
        double aZ = this.accelerometerValues.get(0).get(AccelerometerAxis.Z) * this.accelerometerValues.get(3).get(AccelerometerAxis.Z);

        double a0 = aX + aY + aZ;

        double a1 = (Math.sqrt(Math.pow(aX, 2)) + Math.sqrt(Math.pow(aY, 2)) + Math.sqrt(Math.pow(aZ, 2)));

        return Math.acos(a0 / a1) * (180 / Math.PI);
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) {
        if (this.user == null) {
            String userJson = intent.getStringExtra(User.USER_JSON);
            this.user = this.gson.fromJson(userJson, User.class);
        }
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent,
                              int flags,
                              int startId) {

        if (this.gson == null) {
            RuntimeTypeAdapterFactory<Person> runtimeTypeAdapterFactory = RuntimeTypeAdapterFactory
                    .of(Person.class, "type")
                    .registerSubtype(Elderly.class, Elderly.class.getSimpleName());
            this.gson = new GsonBuilder().registerTypeAdapterFactory(runtimeTypeAdapterFactory).create();
        }

        if (this.user == null) {
            String userJson = intent.getStringExtra(User.USER_JSON);
            this.user = this.gson.fromJson(userJson, User.class);
        }

        this.mSensorManager = (SensorManager) super.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
        this.mAccelerometer = this.mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        if (this.mAccelerometer == null) {
            throw new RuntimeException("Acelerometro não encontrado");
        }

        this.mSensorManager.registerListener(this, this.mAccelerometer, ACCELEROMETER_SAMPLING_PERIOD);

        return Service.START_STICKY;
    }

    private boolean isOkayToNotifyAgain() {
        return this.lastSentInMillis == null || (this.lastSentInMillis + this.minTimeToNotifyAgain) < System.currentTimeMillis();
    }

    public static void startFallDetectionService(String userJson,
                                                 Context context) {

        Intent fallDetectionServiceIntent = new Intent(context, FallDetectionService.class);
        fallDetectionServiceIntent.putExtra(User.USER_JSON, userJson);
        context.startService(fallDetectionServiceIntent);
    }

    @VisibleForTesting(otherwise = VisibleForTesting.PRIVATE)
    protected boolean testFallDetection(List<Map<AccelerometerAxis, Double>> values) {
        for (Map<AccelerometerAxis, Double> value : values) {
            if (this.isFallDetected(
                    value.get(AccelerometerAxis.X),
                    value.get(AccelerometerAxis.Y),
                    value.get(AccelerometerAxis.Z))) {

                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

Ps: Извините, если что-то не так. Английский - не мой родной язык, и я немного поджил.

Ps2: Извините за мои имена переменных.

Ps3: Код находится на github, если вы хотите взглянуть на остальную часть кода или если вместо публикации ответа здесь вы хотите сделать запрос на перенос или что-то в этом роде, не стесняйтесь.