本文關(guān)鍵詞： 人體壓力分布 導(dǎo)電橡膠 多路模擬開關(guān) 雙線性插值 分布式壓縮感知　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：坐姿是人類最基本的活動之一,假如人體長期處于不良的坐姿狀態(tài)時,由于身體受壓不平衡會導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生,比如駝背、腰椎脊椎疾病以及壓瘡。因此,對于人體壓力狀態(tài)參數(shù)的測量引起廣泛的關(guān)注。但是目前國內(nèi)外的研究主要集中在足底壓力測量以及可穿戴式健康設(shè)備方面,而對于坐姿狀態(tài)下的人體壓力分布的研究很少。另外,隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,壓縮感知理論的研究日漸增多,對于布置有多個傳感器節(jié)點的系統(tǒng)而言,研究人員提出了分布式壓縮感知這一概念。本文基于柔性觸覺傳感器-導(dǎo)電橡膠設(shè)計了一個人體壓力狀態(tài)參數(shù)的測量系統(tǒng),主要工作內(nèi)容有以下幾點:首先通過對比多種壓力傳感器的優(yōu)缺點,選擇了 64個填充有炭黑顆粒的導(dǎo)電橡膠作為該系統(tǒng)的壓力敏感元件,利用其壓阻效應(yīng),設(shè)計了一種傳感器陣列,將人體壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,從而進入后續(xù)的電路進行處理。為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),64個信號采集通道選擇多路模擬開關(guān)分為兩級進行快速切換。微處理器采用TI公司的超低功耗單片機MSP430G2553芯片,其自帶有10位的ADC。信號的傳輸使用的是藍牙模塊。上位機實現(xiàn)的主要功能為信號的處理,包括數(shù)字濾波、偽彩色配色方案以及雙線性插值方法,并基于分布式壓縮感知的第二聯(lián)合稀疏模型,減少采樣值,最終形成清晰直觀的人體壓力分布圖像。最后,應(yīng)用本系統(tǒng)進行實際測試,實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)可以對人體壓力的分布情況進行辨別,穩(wěn)定性和分辨率較好,且能夠?qū)崿F(xiàn)人體壓力分布的實時測量和顯示。
[Abstract]:Sitting posture is one of the most basic human activities, if the human body is in a bad posture for a long time, because the body pressure imbalance will lead to the occurrence of some diseases, such as hunchback, lumbar spine disease and pressure sores. Therefore. The measurement of human pressure state parameters has attracted wide attention. However, the research at home and abroad is mainly focused on foot pressure measurement and wearable health equipment. In addition, with the rapid development of information technology, the research of compression sensing theory is increasing day by day, for the system with multiple sensor nodes. The concept of distributed compression sensing is proposed in this paper. Based on flexible tactile sensor, conductive rubber, a measurement system of human body pressure state parameters is designed in this paper. The main work is as follows: firstly, 64 conductive rubber filled with carbon black particles are selected as pressure sensitive elements by comparing the advantages and disadvantages of various pressure sensors. The piezoresistive effect is used. In order to simplify the system structure, a sensor array is designed to convert the pressure signal of human body into a voltage signal, and then enter the subsequent circuit to process it. Sixty-four signal acquisition channels are divided into two stages for fast switching. The microprocessor is based on TI's ultra-low power MCU MSP430G2553 chip. The main functions of the upper computer are signal processing, including digital filtering, pseudo-color matching scheme and bilinear interpolation. And based on the second joint sparse model of distributed compression perception, the sampling value is reduced, and finally a clear and intuitive image of human pressure distribution is formed. Finally, the system is applied to the actual test. The experimental results show that the system can distinguish the distribution of human pressure, has good stability and resolution, and can realize the real-time measurement and display of human pressure distribution.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R318;TP212.9

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本文編號：1445179