基于能耗模型便携式步频测试仪设计与实现

发布时间：2023-07-26 19:37

　　近些年,随着人们生活水平的不断提高,人们对自身的健康情况也变得越来越重视起来。步行作为大众最常见的一种锻炼方式被广泛使用。步行运动过程中的能量消耗成为研究热点,而如何将日常步行的运动量进行量化成为一个关键因素。现今,计步器作为一种最常用的监测步行运动过程的设备,主要是用来检测人体步行运动过程中步数的量,但未体现步行过程中的运动强度,并不能很好的满足人们日益提高的对运动健身的需求,而步频这个参数能够反映步行运动过程中运动强度的变化,能够通过评定日常步行的运动强度,对其运动量进行量化。同时,步频作为一个运动学指标,很容易被捕获计算,能够更好的指导人们健康锻炼。故设计实现便携式步频测试仪可满足对运动产品升级换代的实际需求。本课题设计实现的基于能耗模型的便携式步频测试仪,就是监测人体在步行过程中的步频参数。使用惯性传感器对步态信息进行采集,并对现有的计步算法进行优化,提高准确度,对使用者的步行运动过程中的步数进行记录,在此基础上引入时间,得到步频参数,同时提出以步频为主要参数的能量消耗模型,计算出由于步行运动引起的能量消耗值。本文主要研究的内容如下:(1)通过四元数法将MPU6050六轴传感器...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究的主要内容
    1.4 本章小结
第二章 便携式步频测试仪方案设计与实现
    2.1 系统设计的理论依据
    2.2 系统方案设计
    2.3 本章小结
第三章 系统硬件设计与实现
    3.1 系统硬件的组成
    3.2 系统硬件模块选择与设计
        3.2.1 传感器模块
        3.2.2 控制模块
        3.2.3 输入输出模块
    3.3 其他辅助工具
    3.4 本章小结
第四章 系统软件设计与实现
    4.1 软件方案的整体描述
    4.2 数据的采集和发送
    4.3 数据的预处理
        4.3.1 高频随机噪声处理
        4.3.2 脉冲噪声处理
    4.4 姿态角解算
        4.4.1 姿态角与旋转矩阵
        4.4.2 姿态角与四元数
    4.5 算法实现
        4.5.1 步态信息提取
        4.5.2 常用的计步算法
        4.5.3 算法改进
        4.5.4 步频获取
    4.6 本章小结
第五章 能耗方程的建立与优化
    5.1 能耗方程自变量的选取
    5.2 能耗方程分析
    5.3 能耗方程优化
    5.4 本章小结
第六章 系统的测试与改进
    6.1 测试方法及结果
    6.2 系统优化方案
    6.3 论文工作总结
    6.4 展望
    6.5 本章小结
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢



本文编号：3837427