一种可穿戴式人体日常动作识别系统设计及其应用
发布时间：2021-10-22 01:56
人体动作识别技术在当今的生活中有着非常广泛的应用,在体育训练、医疗康复训练、影视制作、跌倒检测等领域都发挥着巨大的作用,因此该领域一直是一个研究热点。目前在人体动作识别领域主要是采用基于计算机视觉的方法对人体进行监测,然后从视频序列中提取出有效信息对人体动作进行识别。但是基于视觉的动作识别系统容易受环境影响、容易侵犯个人隐私且相机位置必须固定、便携性差,为了克服这个缺点,人们逐渐考虑采用另外的方式获取人体动作信息。微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）技术的进步,使得IMU（Inertial Measurement Unit）的体积不断减小、价格越来越低;无线传输技术的发展使得我们可以构建微型传感器网络用于我们的日常生活当中,这些都为基于可穿戴设备的人体动作识别系统的开发提供了基础。在此基础上,本文采用可穿戴设备对人体动作进行识别。本文首先设计了基于IMU和薄膜压力传感器的可穿戴系统用于人体动作数据采集。IMU用来获取人体的加速度、角速度、姿态等人体动作信息用于动作识别。考虑到人体运动中包含着丰富的生物力学信息,除了加速度等运动学信息外,...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动作识别技术的应用
图 1-2 诺亦腾公司动态捕捉产品中除了 MEMS 惯性传感器，足底压力测量装置类几乎每天都在走路，人一生行走的长度加起 倍多。而走路的过程，足底不断承受着地面的压力息息相关。正常人的足底压力是按照特定时这种压力分布的规律就会被破坏[13]。目前检能鞋（或鞋垫）、测力平台、测力板等。可穿戴受实验地点和空间的限制，是最为灵活常用的上体现反映足部结构、以及人体的健康情况。以病病人常见的糖尿病并发症，Bus[14]等通过对和足底压力峰值进行分析，通过实验发现，糖明显大于正常人的跖骨区压力峰值，也就是说骨区溃烂的风险更大，这为糖尿病足的防治和糖尿病病人前期可以使用外部辅助设备减少跖骨发症的出现。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文MEMS 惯性传感器，比如常用的 InvenSense 公司的 MPU6500 六轴惯性MPU9250 九轴惯性传感器、Bosch 公司的 BNO055 九轴惯性传感器等有着非常好的口碑。本文选用的是德国 Bosch 公司的 BNO055。该 IMU 是一种组合性 9 轴运动处理组件，集成了 3 轴加速度计、3 轴3 轴陀螺仪，可以输出四元数、重力加速度、线性加速度、陀螺仪等信带姿态解算功能。加速度传感器的具体输出类型可选，可以输出整体数据、线性加速度数据、重力加速度数据。该传感器采用 QFN24 封装 4×4×1 mm，体积很小，重量也很轻，完全满足便携性的要求。BN可编程数字低通滤波器,其加速度计量程为±16g, ±8g, ±4g,±2g,陀螺仪2000，±1000，±500，±250 °/sec，可通过编程设置。内置 16 位 ADC，/SPI 接口等。BNO055 的电气原理图如图 2-3 示：在电路中我们选用了该I2C 通讯接口，该接口可与微处理的 I2C 直连，且该 IMU 的设备地址可件配置。图 2-4 和 2-5 为主模块和各个 IMU 模块的硬件实物图。
本文编号：3450153
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动作识别技术的应用
图 1-2 诺亦腾公司动态捕捉产品中除了 MEMS 惯性传感器，足底压力测量装置类几乎每天都在走路，人一生行走的长度加起 倍多。而走路的过程，足底不断承受着地面的压力息息相关。正常人的足底压力是按照特定时这种压力分布的规律就会被破坏[13]。目前检能鞋（或鞋垫）、测力平台、测力板等。可穿戴受实验地点和空间的限制，是最为灵活常用的上体现反映足部结构、以及人体的健康情况。以病病人常见的糖尿病并发症，Bus[14]等通过对和足底压力峰值进行分析，通过实验发现，糖明显大于正常人的跖骨区压力峰值，也就是说骨区溃烂的风险更大，这为糖尿病足的防治和糖尿病病人前期可以使用外部辅助设备减少跖骨发症的出现。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文MEMS 惯性传感器，比如常用的 InvenSense 公司的 MPU6500 六轴惯性MPU9250 九轴惯性传感器、Bosch 公司的 BNO055 九轴惯性传感器等有着非常好的口碑。本文选用的是德国 Bosch 公司的 BNO055。该 IMU 是一种组合性 9 轴运动处理组件，集成了 3 轴加速度计、3 轴3 轴陀螺仪，可以输出四元数、重力加速度、线性加速度、陀螺仪等信带姿态解算功能。加速度传感器的具体输出类型可选，可以输出整体数据、线性加速度数据、重力加速度数据。该传感器采用 QFN24 封装 4×4×1 mm，体积很小，重量也很轻，完全满足便携性的要求。BN可编程数字低通滤波器,其加速度计量程为±16g, ±8g, ±4g,±2g,陀螺仪2000，±1000，±500，±250 °/sec，可通过编程设置。内置 16 位 ADC，/SPI 接口等。BNO055 的电气原理图如图 2-3 示：在电路中我们选用了该I2C 通讯接口，该接口可与微处理的 I2C 直连，且该 IMU 的设备地址可件配置。图 2-4 和 2-5 为主模块和各个 IMU 模块的硬件实物图。
本文编号：3450153
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