可測量人體重心軌跡及傾角的智能腰帶設(shè)計.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文可測量人體重心軌跡及傾角的可測量人體重心軌跡及傾角的智能智能腰帶設(shè)計腰帶設(shè)計ADesignofSmartBeltfMeasuringtheBodyCenterofMassTrajectyAngle學(xué)科專業(yè)：信息與通信工程研究生：周麗萍指導(dǎo)教師：劉敬浩副教授天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院二零一五年十一月摘要隨著老齡化步伐的加快，居家照護在醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)中占據(jù)越來越重要的地位。醫(yī)療模式也將產(chǎn)生重大轉(zhuǎn)變，居家照護技術(shù)日益受到相關(guān)研

2、究人員的重視。目前居家照護中很少涉及肢體動作的偵測，但根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)表明，很多疾病或身體機能退化的前期征兆與步態(tài)特征及身體平衡能力有著很強的關(guān)聯(lián)性。在這樣的背景下，提出一款可測量人體重心軌跡及傾角的智能腰帶，主要用于步態(tài)分析。該腰帶由Xsens公司的加速度傳感器和陀螺儀傳感器組成。它主要用來測量人體重心處的加速度值和角速度值，其中角速度值用來計算人體步行的傾角變化。為了得到重心軌跡及傾角，需對加速度值及角速度值進行算法處理，主要步驟分為四

3、部分：一是去均值處理，該過程減小了直流分量對積分的影響；二是結(jié)合角度值減小傳感器自身重力加速度對實際加速度的影響，該過程減小了重力加速度對積分的影響；三是利用最小二乘法進行曲線擬合，該過程減小了奇異點對積分的影響；四是利用復(fù)化梯形法進行曲線積分。為了驗證算法的正確性，采用角度尺驗證角度變化規(guī)律，采用光學(xué)系統(tǒng)（VICON）高精度的運動捕捉系統(tǒng)進行重心軌跡驗證。驗證結(jié)果表明，通過腰帶得到的重心軌跡及傾角與光學(xué)系統(tǒng)下的重心軌跡及角度尺的角度變