人體步態(tài)感知算法已經(jīng)在步態(tài)監(jiān)測(cè),步態(tài)康復(fù),行走助力等方面得到了廣泛應(yīng)用。然而,現(xiàn)有的步態(tài)感知算法大都存在局限,即僅關(guān)注直線(xiàn)步態(tài)和人體矢狀面內(nèi)的運(yùn)動(dòng),難以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)等非直線(xiàn)、非對(duì)稱(chēng)步態(tài)的感知,這極大地限制了步態(tài)感知算法的應(yīng)用。對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)的感知主要包括:對(duì)直行到變向過(guò)渡期的感知,即對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)的預(yù)測(cè);對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)特征的感知,即對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)的識(shí)別。因此,研究轉(zhuǎn)彎步態(tài)的運(yùn)動(dòng)特性及轉(zhuǎn)彎步態(tài)的預(yù)測(cè)及識(shí)別算法對(duì)于完善步態(tài)感知算法,擴(kuò)展可穿戴式系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要意義。針對(duì)現(xiàn)有步態(tài)感知算法無(wú)法對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)及識(shí)別的問(wèn)題,本文研究了轉(zhuǎn)彎步態(tài)的人體運(yùn)動(dòng)特性,據(jù)此提出了可穿戴式的慣導(dǎo)系統(tǒng)布置方案,結(jié)合PSO算法提出了基于啟發(fā)式特征的轉(zhuǎn)彎步態(tài)的預(yù)測(cè)算法,結(jié)合監(jiān)督式學(xué)習(xí)對(duì)轉(zhuǎn)彎步態(tài)識(shí)別算法進(jìn)行了研究,并通過(guò)在線(xiàn)步態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化和驗(yàn)證。具體開(kāi)展了如下研究:首先,建立了人體下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,進(jìn)行了步態(tài)試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,獲得了人體主要部位和下肢主要關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)并建立了步態(tài)樣本庫(kù);通過(guò)方差分析及相關(guān)性分析篩選出了轉(zhuǎn)彎時(shí)具有顯著特性的運(yùn)動(dòng)特征,進(jìn)而通過(guò)對(duì)比分析同步態(tài)周期下直行與轉(zhuǎn)彎過(guò)程中這些特征的變化曲...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 步態(tài)感知算法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)運(yùn)動(dòng)特性研究
    2.1 引言
    2.2 人體步態(tài)分析
        2.2.1 步態(tài)試驗(yàn)
        2.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    2.3 人體不同轉(zhuǎn)彎方式運(yùn)動(dòng)特性研究
        2.3.1 下肢各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)特性分析
        2.3.2 人體各部位運(yùn)動(dòng)特性分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)及識(shí)別算法研究
    3.1 引言
    3.2 可穿戴式慣導(dǎo)布置方案
        3.2.1 慣導(dǎo)選擇
        3.2.2 慣導(dǎo)布置方案設(shè)計(jì)
    3.3 基于啟發(fā)式特征的轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)算法研究
        3.3.1 基于PSO的啟發(fā)式特征研究
        3.3.2 轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)算法設(shè)計(jì)
    3.4 基于監(jiān)督式學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)彎步態(tài)識(shí)別算法研究
        3.4.1 監(jiān)督式學(xué)習(xí)方案
        3.4.2 步態(tài)識(shí)別分類(lèi)器的交叉驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)及識(shí)別算法實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案及評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1單次定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎行走實(shí)驗(yàn)
        4.3.2連續(xù)不定點(diǎn)轉(zhuǎn)彎行走實(shí)驗(yàn)
    4.4 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)及識(shí)別算法的優(yōu)化研究
        4.4.1 慣導(dǎo)布置方案優(yōu)化
        4.4.2 轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測(cè)算法優(yōu)化
        4.4.3 轉(zhuǎn)彎步態(tài)識(shí)別算法優(yōu)化
        4.4.4 優(yōu)化后算法性能評(píng)價(jià)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3750741