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1项目介绍
本项目源于中学物理实验中对单摆与圆锥摆运动规律的可视化需求。传统实验中，学生难以直观观察运动过程中的动态数据特征。本项目旨在利用时序模式识别技术，通过传感器采集摆的运动数据（如X、Y、Z方向的加速度），并在平台上观察到运动数据的变化，经模型训练后能区分单摆与圆锥摆这两种不同运动模式，帮助学生更深入理解简谐运动与圆锥摆的物理差异，实现抽象物理概念的可视化呈现与交互探究。
2.项目实现原理
本项目基于时序模式识别技术实现单摆与圆锥摆运动模式的自动识别与模拟，整个实现过程涵盖从数据采集到模型推理与应用的全流程。
具体而言，首先通过 Mind+ V2.0模型训练平台进行数据的采集和模型训练工作（使用加速度传感器作为数据来源），构建包含两类运动数据的训练集，并基于该数据集训练时序分类模型；随后将符合预期的模型导出；将导出的模型部署至行空板 K10 进行推理应用：利用行空板 K10 的加速度传感器实时捕获摆动的运动数据，由部署的时序模型对实时时序数据进行特征提取与模式比对，推理出当前摆动类型（单摆 / 圆锥摆），实现 “数据采集 - 模型推理 - 动态反馈” 的闭环应用。
3.软硬件环境准备
3.1软硬件器材清单
注意：模型训练阶段需要Mind +版本为 v2.0.4及以上。
3.2软件平台准备
官网下载安装Mind+ V2.0.4及以上版本安装包，安装完成后，双击打开。
3.3 硬件连接
3.4 数据采集
模型训练的第一步是准备时序样本的数据集。采集分为两步：
1. 打开行空板K10数据的串口输出（上传模式）。
2. 时序模式识别进行数据采集（模型训练）。
1. 打开行空板K10数据的串口输出（上传模式）
打开 Mind+，在菜单栏中选择 “新建项目”，然后点击 “程序设计”，选择“上传模式”并点击，即可完成项目创建。
点击扩展，在“主控扩展”中找到行空板K10 并下载。下载完成后，点击行空板K10完成主控加载。主控加载成功后，点击返回，切换到编程界面。
利用行空板 K10内置加速度传感器，实时采集三轴数据（x、y、z）。设置采样间隔为0.1s（即 10Hz），并通过串口将加速度数据输出。
点击连接设备，选择识别到的行空板 K10端口并完成连接。
设备连接成功后，点击上传，等待程序上传完成。
程序上传成功后，需要及时断开设备连接，以避免在添加样本数据时出现串口占用的问题。
2. 时序模式识别进行数据采集（模型训练）
点击“首页”图标，返回Mind+ V2.0首页。在菜单栏中选择“新建项目”，然后点击“模型训练”。在训练选项中找到“时序模式识别”并点击，即可完成项目创建。
项目创建成功后，会跳转到新的时序模式识别快速体验界面。
点击 “添加类别” 按钮，为图像分类任务创建所需类别。用户可以根据项目需求，添加多个类别，用于后续数据采集与模型训练。
类别创建完成后，编辑该类别名称为“单摆”，并通过采集的方式添加样本数据：通过串口直接采集实时数据。
点击采集，然后在串口中，点击“获取串口”，在弹出的“选择串口设备“中，选择串口调试设备。
开发板串口连接成功后，点击“采集”即可开始实时数据采集，在“实时数据”界面可以看到连续更新的折线图，直观展示传感器输出的时序变化。
数据采集过程中，不能断开行空板K10与电脑的连接。数据采集过程中，我们需要手持行空板 K10执行对应的动作。建议数据样本不低于10条，采集数据样本时保持动作一致。样本数据的采集时长最好控制到3-5秒。
接下来，你可以按照相同的方式，进行“圆锥摆”类别的样本数据添加。
3.5 模型训练
完成训练参数设置后，点击 “训练模型” 即可开始训练（若不做设置，也可直接使用系统默认参数）。
3.6模型校验
模型训练完成后，可在校验区测试模型效果。手持行空板K10执行动作，观察输出结果是否与实际动作一致，从而判断模型识别的准确性。
3.7模型导出
当模型校验结果满足预期时，就可以进入部署阶段。
点击 “导出模型” → 模型命名 → 保存。
4. 项目制作
在菜单栏中选择 “新建项目”，然后点击 “程序设计”，选择“上传模式”并点击，即可完成项目创建。
点击扩展，在“主控扩展”中找到 行空板K10 并下载。下载完成后，点击行空板K10完成主控加载。主控加载成功后，点击返回，切换到编程界面。
接着在“模块扩展”中加载时序模式识别库。
加载完毕后，点击“返回”按钮回到编程界面。
点击连接设备，选择识别到的行空板K10端口并完成连接。
设备连接成功后，编写程序如下：
点击上传，等待程序上传完成。
核心代码解析如下：
附件中有该项目的完整模型和程序文件，在Mind+ V2.0中选择上传模式，展开“项目”，并选择“打开项目”，连接设备并上传即可实现该教程的功能。
实现效果如下：
5. 附件清单
项目文件链接: https://pan.baidu.com/s/1k2UfYv9EhZ5UB49LzIuWbQ?pwd=4u9y
他的勋章
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