本文關(guān)鍵詞：人體運動時不同部位加速度的相關(guān)性分析

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【摘要】：研究背景運動檢測設(shè)備中的傳感器一般用加速度傳感器,加速度傳感器可以測出人體的加速度波形,而人體不同部位佩戴加速度傳感器測得的加速度波形不同。佩戴加速度計的部位可以從兩個方面去考慮,一方面要考慮的是佩戴的方便性,如在人體的腕部、或者容易佩戴的衣服上面,但是這些部位不一定是最能反映人體的運動狀態(tài)的,腕部的自由度比較大,不一定能夠代表全身的運動,而衣服上容易受外界干擾不一定能反映人體的運動。另一方面是要求佩戴部位盡可能的準(zhǔn)確的測得人體的運動強度,如在人體靠近重心部位的腰部,能很好地反映人體重心位置的運動狀態(tài)。但是不能反映人體重心部位基本不動的一些運動,如自行車運動,或單純上肢的運動,腰部的加速度值不能很好的反映這些項目。因此,測量得到的加速度波形與加速度的佩戴位置及做何種運動是有關(guān)的。人體進(jìn)行同一運動,加速度計放置于不同部位,將得到不同的加速度波形,人體進(jìn)行同一運動,在不同的時間完成,也會得到不同的加速度波形。但不同的加速度波形間又有一定的相似性,并且我們通常用兩個波形相關(guān)性系數(shù)來表明這兩個波形的相似程度。研究目的尋找加速度計的放置部位,以相關(guān)性系數(shù)較大的部位為選擇的標(biāo)準(zhǔn)。我們通過在人體多個部位佩戴三維加速度計測得在多種運動方式下的不同部位的三維加速度數(shù)據(jù),并運用相關(guān)性計算的方法探究以下四個方面：1.同一個人在不同時間同一種運動方式身體多個部位佩戴加速度計測得的三維加速度波形的相關(guān)性。2.同一個人不同的運動方式身體多個部位測得的三維加速度波形的相關(guān)性。3.行走時同一個人同一部位不同時間同一種運動方式身體的三維加速度波形的相關(guān)性。4.不同的人行走時同一部位的三維加速度波形的相關(guān)性。研究方法實驗一使用Noraxon公司四個無線三維加速度計分別佩戴在外衣的左上胸別�；盏奈恢�,右側(cè)髂嵴,右側(cè)鞋底,左側(cè)鞋底。一個無線心電測試儀器用于測試心電。實驗共進(jìn)行四次,一名受試者在同一地方分4天上午進(jìn)行走、跑、跳、騎自行車、上樓梯五個項目測試。并對四次實驗的加速度數(shù)據(jù)分別做相關(guān)性計算以評定其不同部位佩戴加速度計測得的波形的相關(guān)性高低。在實驗一的基礎(chǔ)上選取一種活動行走進(jìn)行實驗二作進(jìn)一步詳細(xì)的探究。實驗二實驗儀器為Delsys公司的16個無線三維加速度計,量程選擇1.5g,采樣頻率選擇296Hz。受試者為上海體育學(xué)院的4名男性。16個無線三維加速度計由身體上部向身體下部分別佩戴在前額正中一個,枕部正中一個,胸部鎖骨中線與第七肋的交點左右各一個,外上衣的左右胸上部各一個,左右髂嵴各一個,手腕外側(cè)左右各一個,左右大腿前方褲子上各一個,左右踝關(guān)節(jié)外側(cè)各一個,左右足弓部下方鞋底中各一個,共計16個部位。4名受試者每天3次行走約30秒,連續(xù)2天。研究結(jié)果1.實驗一中4次實驗的資料的步態(tài)周期平均值分別與總的平均值做相關(guān)性計算。以走為例的第一次實驗的五個步態(tài)周期的平均值與四次實驗的總的步態(tài)周期平均值作相關(guān)性計算,4次實驗中不同部位采集的數(shù)據(jù)的相關(guān)性系數(shù)均大于0.95,數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。2.實驗一各項目之間比較走,跑,上樓梯四個部位佩戴加速度的相關(guān)性都很高,而對于跳來說,右髖部佩戴加速度計相關(guān)性較高,胸部向前方向上相關(guān)性較低,其余方向較高,左右鞋相關(guān)性相當(dāng)不如髖部高。而對于騎自行車相關(guān)性都不如其它項目高,但四個部位比較而言,左右鞋相關(guān)性高于右側(cè)髂嵴、上胸部外衣處,右側(cè)髂嵴和上胸部外衣上相關(guān)性相當(dāng)。3.實驗二同一個人身體多個部位在行走中每個步態(tài)周期之間加速度曲線相關(guān)性系數(shù)都較高。4.實驗二行走中各部位之間的相關(guān)系數(shù)的平均值依然很穩(wěn)定,相關(guān)性系數(shù)較高,只有手腕處的相關(guān)性系數(shù)稍低,可能手臂擺臂的自由性比較強導(dǎo)致相關(guān)性系數(shù)稍低。5.實驗二行走中不同的受試者之間的相關(guān)系數(shù)有的較高,有的較低,即不同的人在行走的時候可能有的人之間的相似性較高,而有的人之間的相似性較低。這個可能是由于個體的差異造成的,某些人行走的動作比較像故他們之間的相關(guān)性系數(shù)較高,而另外的一些人行走的動作不太像或者部分相像說明他們之間的相關(guān)性系數(shù)較低。研究結(jié)論從兩個實驗中我們得到如下的結(jié)論。1.若是單純從記錄步數(shù)視角考慮,那么身體各部位均可佩戴加速度計,且測量數(shù)據(jù)都能保證較高的準(zhǔn)確性。2.基于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及可靠性的考慮,加速度計不宜放置于衣服表面。3.基于不同人群及所從事的運動項目的不同,那么加速度計應(yīng)放置于鞋底,進(jìn)而可獲得較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)：若是考慮將加速度計佩戴得更加方便,也可將加速度計置于手腕處,但是其穩(wěn)定性較鞋底中有所降低。
【關(guān)鍵詞】：三維加速度計 佩戴位置 相關(guān)性
【學(xué)位授予單位】：上海體育學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：G804.6
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-8
• 1 前言8-10
• 2 文獻(xiàn)綜述10-15
• 2.1 人類動作的介紹10
• 2.2 人類活動的重要性10-11
• 2.2.1 人類活動的醫(yī)學(xué)評估10-11
• 2.3 人類動作的身體組成11-13
• 2.3.1 人體運動學(xué)和生物力學(xué)11
• 2.3.2 運動學(xué)和動力學(xué)11-12
• 2.3.3 靜力學(xué)和動力學(xué)12
• 2.3.4 線性和角向運動12
• 2.3.5 定性和定量的運動分析12
• 2.3.6 身體和環(huán)節(jié)部分的名稱和術(shù)語12-13
• 2.4 加速度計的佩戴位置13
• 2.5 相關(guān)性的介紹13-15
• 3 實驗一：同一個人在多種運動項目中不同部位加速度的相關(guān)性分析15-30
• 3.1 實驗?zāi)康?/span>15
• 3.2 實驗方法15-21
• 3.2.1 實驗儀器及受試者15-17
• 3.2.2 實驗數(shù)據(jù)的處理方法17-21
• 3.3 結(jié)果與分析21-29
• 3.3.1 單個步態(tài)周期的分析23
• 3.3.2 步態(tài)周期平均值的分析23-25
• 3.3.3 五個項目在四次實驗中的相關(guān)性計算總結(jié)果25-26
• 3.3.4 右上胸外衣處加速度的相關(guān)性26-29
• 3.4 小結(jié)29-30
• 4 實驗二：不同的人行走時不同部位加速度的相關(guān)性分析30-41
• 4.1 實驗?zāi)康?/span>30
• 4.1.1 同一個人同一部位的相關(guān)性30
• 4.1.2 不同的人同一部位的相關(guān)性30
• 4.2 實驗方法30-34
• 4.2.1 實驗儀器及受試者30-34
• 4.2.2 實驗數(shù)據(jù)的處理方法34
• 4.3 結(jié)果與分析34-40
• 4.4 小結(jié)40-41
• 5 研究結(jié)論41-42
• 5.1 結(jié)論41
• 5.2 本研究的局限性及展望41-42
• 參考文獻(xiàn)42-44
• 致謝44-45
• 攻讀碩士期間獲得專利及發(fā)表文章45

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄒海榮;;壓阻式硅加速度計固有頻率的解析計算[J];上海電機學(xué)院學(xué)報;2012年05期

2 孫大典;;指針式“加速度計”[J];物理實驗;1989年04期

3 陳修斌;;加速度計:看我七十二變——從一道課后習(xí)題到開放性實驗題的演變[J];新高考(高三理化生);2011年Z2期

4 管培培;丁寧煒;湯強;;步行與慢跑中人體三維加速度計數(shù)與能量消耗關(guān)系初探[J];南京體育學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年06期

5 吉U，

本文編號：1059092