隨著人民生活水平的提高,人們對(duì)日常健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的需求日益迫切,使得基于可穿戴設(shè)備的人體活動(dòng)評(píng)估成為模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。然而,電池能量有限成為了可穿戴設(shè)備在健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用瓶頸。如何在滿足人體活動(dòng)監(jiān)測(cè)要求的同時(shí),充分利用可充能量實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性健康監(jiān)測(cè)是目前亟待解決的問(wèn)題。為了解決基于傳統(tǒng)慣性傳感器的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍存在的系統(tǒng)能耗過(guò)高的問(wèn)題,本文研究基于運(yùn)動(dòng)可充能量的人體活動(dòng)評(píng)估方法。人體活動(dòng)評(píng)估主要包括動(dòng)作識(shí)別和卡路里消耗估計(jì)兩大部分,其本質(zhì)是利用采集的運(yùn)動(dòng)能量信號(hào)與人體日常動(dòng)作的相關(guān)性,實(shí)現(xiàn)對(duì)人體不同動(dòng)作的分類識(shí)別和能量消耗估計(jì)。本文以采集的人體運(yùn)動(dòng)能量為研究對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間不間斷地人體活動(dòng)監(jiān)測(cè)為研究目標(biāo),從人體動(dòng)作分類識(shí)別方法、卡路里回歸預(yù)測(cè)方法兩個(gè)方面展開(kāi)研究,主要工作包括以下幾點(diǎn):1.本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于壓電式能量采集器和三軸加速度計(jì)的人體活動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備,構(gòu)建了一個(gè)包含運(yùn)動(dòng)能量和加速度信號(hào)的人體日�；顒�(dòng)數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包含了10名測(cè)試者的9種不同日常動(dòng)作的數(shù)據(jù)樣本。該數(shù)據(jù)集是在自然無(wú)約束條件下,僅利用單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),分別放置在人體腿部、腰部和手腕三個(gè)不同... 

【文章來(lái)源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

人體活動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)框圖

并利用無(wú)線傳輸方式將采集的人體活動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端以便于后期的數(shù)理和分析。.1 系統(tǒng)框架描述為了構(gòu)建一個(gè)基于人體運(yùn)動(dòng)能量和加速度的人體日�；顒�(dòng)數(shù)據(jù)集，本文搭一個(gè)基于可穿戴設(shè)備的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集裝置，其系統(tǒng)框架如圖 3.1 所示。整個(gè)主要由硬件采集設(shè)備和基站服務(wù)器兩個(gè)部分組成。其中，硬件采集設(shè)備主要人體活動(dòng)數(shù)據(jù)采集和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，其主要包括五大模塊：1）微控制器模塊：控制各個(gè)模塊的讀寫(xiě)時(shí)序和數(shù)據(jù)通信。2）能量采集模塊：采集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電壓輸出信號(hào)。3）加速度計(jì)模塊：采集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度信號(hào)。4）按鍵控制模塊：控制數(shù)據(jù)采集的開(kāi)始和結(jié)束。5）數(shù)據(jù)傳輸模塊：無(wú)線傳輸人體活動(dòng)數(shù)據(jù)。另外，基站服務(wù)器主要用于接收來(lái)自傳感器節(jié)點(diǎn)的人體活動(dòng)信號(hào)，并且對(duì)到的運(yùn)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)估。

硬件設(shè)計(jì)原理圖如圖 3.2 所示。圖 3.2 硬件設(shè)計(jì)原理圖3.2.1 加速度傳感器為了采集人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度信號(hào)，實(shí)驗(yàn)采用 ADXL345 加速度傳感器。ADXL345 是美國(guó) ANALOG DEVICES 公司推出的一款超低功耗數(shù)字三軸加速度計(jì)，其采用 的小型超薄封裝，可以方便嵌入各種移動(dòng)設(shè)備，因而在智能可穿戴領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。系統(tǒng)可通過(guò) 或 串行通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)，按時(shí)序讀取芯片內(nèi)部寄存器，進(jìn)而獲取人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 x，y，z 三個(gè)方向上的加速度數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)輸出格式為 16 位二進(jìn)制補(bǔ)碼，最高分辨率可達(dá) 13 位（3.9mg/LSB）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]推動(dòng)家庭醫(yī)療保健的發(fā)展 DSP和加速度計(jì)等器件使得家用心臟、肺等監(jiān)測(cè)設(shè)備成為可能[J]. Paul Errico.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2010(11)

博士論文
[1]基于單個(gè)加速度傳感器的人體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別[D]. 薛洋.華南理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于3軸加速信號(hào)的信號(hào)分析與運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)[D]. 張恒智.華南理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3235173