人體動作識別技術在當今的生活中有著非常廣泛的應用,在體育訓練、醫(yī)療康復訓練、影視制作、跌倒檢測等領域都發(fā)揮著巨大的作用,因此該領域一直是一個研究熱點。目前在人體動作識別領域主要是采用基于計算機視覺的方法對人體進行監(jiān)測,然后從視頻序列中提取出有效信息對人體動作進行識別。但是基于視覺的動作識別系統(tǒng)容易受環(huán)境影響、容易侵犯個人隱私且相機位置必須固定、便攜性差,為了克服這個缺點,人們逐漸考慮采用另外的方式獲取人體動作信息。微機電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）技術的進步,使得IMU（Inertial Measurement Unit）的體積不斷減小、價格越來越低;無線傳輸技術的發(fā)展使得我們可以構建微型傳感器網(wǎng)絡用于我們的日常生活當中,這些都為基于可穿戴設備的人體動作識別系統(tǒng)的開發(fā)提供了基礎。在此基礎上,本文采用可穿戴設備對人體動作進行識別。本文首先設計了基于IMU和薄膜壓力傳感器的可穿戴系統(tǒng)用于人體動作數(shù)據(jù)采集。IMU用來獲取人體的加速度、角速度、姿態(tài)等人體動作信息用于動作識別�？紤]到人體運動中包含著豐富的生物力學信息,除了加速度等運動學信息外,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

動作識別技術的應用

圖 1-2 諾亦騰公司動態(tài)捕捉產品中除了 MEMS 慣性傳感器，足底壓力測量裝置類幾乎每天都在走路，人一生行走的長度加起 倍多。而走路的過程，足底不斷承受著地面的壓力息息相關。正常人的足底壓力是按照特定時這種壓力分布的規(guī)律就會被破壞[13]。目前檢能鞋（或鞋墊）、測力平臺、測力板等�？纱┐魇軐嶒灥攸c和空間的限制，是最為靈活常用的上體現(xiàn)反映足部結構、以及人體的健康情況。以病病人常見的糖尿病并發(fā)癥，Bus[14]等通過對和足底壓力峰值進行分析，通過實驗發(fā)現(xiàn)，糖明顯大于正常人的跖骨區(qū)壓力峰值，也就是說骨區(qū)潰爛的風險更大，這為糖尿病足的防治和糖尿病病人前期可以使用外部輔助設備減少跖骨發(fā)癥的出現(xiàn)。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文MEMS 慣性傳感器，比如常用的 InvenSense 公司的 MPU6500 六軸慣性MPU9250 九軸慣性傳感器、Bosch 公司的 BNO055 九軸慣性傳感器等有著非常好的口碑。本文選用的是德國 Bosch 公司的 BNO055。該 IMU 是一種組合性 9 軸運動處理組件，集成了 3 軸加速度計、3 軸3 軸陀螺儀，可以輸出四元數(shù)、重力加速度、線性加速度、陀螺儀等信帶姿態(tài)解算功能。加速度傳感器的具體輸出類型可選，可以輸出整體數(shù)據(jù)、線性加速度數(shù)據(jù)、重力加速度數(shù)據(jù)。該傳感器采用 QFN24 封裝 4×4×1 mm，體積很小，重量也很輕，完全滿足便攜性的要求。BN可編程數(shù)字低通濾波器,其加速度計量程為±16g, ±8g, ±4g,±2g,陀螺儀2000，±1000，±500，±250 °/sec，可通過編程設置。內置 16 位 ADC，/SPI 接口等。BNO055 的電氣原理圖如圖 2-3 示：在電路中我們選用了該I2C 通訊接口，該接口可與微處理的 I2C 直連，且該 IMU 的設備地址可件配置。圖 2-4 和 2-5 為主模塊和各個 IMU 模塊的硬件實物圖。


本文編號：3450153