本文關(guān)鍵詞：基于足底壓力測量的步態(tài)識別與預(yù)測

  更多相關(guān)文章： 外骨骼 足底壓力 步態(tài)識別與預(yù)測 自適應(yīng)濾波

【摘要】：外骨骼機(jī)器人是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),在軍事和醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。對外骨骼機(jī)器人的一個基本要求是能夠穩(wěn)定的跟隨人的行為,故而及時準(zhǔn)確地識別人的步態(tài)對外骨骼的控制至關(guān)重要。步態(tài)識別算法通常需要多種類型傳感器的數(shù)據(jù)作為參考,這增加了外骨骼機(jī)器人傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜性,也加重了信號處理的負(fù)荷。人在行走過程中,足底與地面的接觸力具有周期性,是重要的步態(tài)數(shù)據(jù),分析其與下肢關(guān)節(jié)角度之間的相關(guān)性,試圖通過壓力信號來判斷關(guān)節(jié)角度的變化趨勢以達(dá)到減少外骨骼系統(tǒng)傳感器數(shù)量的目的。因此需要根據(jù)關(guān)節(jié)角度變化情況重新定義步態(tài)周期,并利用壓力數(shù)據(jù)完成步態(tài)識別。由于系統(tǒng)延時,為了實(shí)時的跟隨人的行為,外骨骼機(jī)器人必須對人的步態(tài)進(jìn)行預(yù)測。本文首先設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套足底壓力測量系統(tǒng),該系統(tǒng)包含一套壓力鞋墊和一個信號處理模塊,電池供電。其能夠?qū)崟r地采集人行走過程中的足底壓力信號而不影響人的行為,并對信號進(jìn)行調(diào)理、放大、采樣和存儲。結(jié)合姿態(tài)傳感器,該系統(tǒng)即能同時采集到壓力信號與關(guān)節(jié)角度信號。然后分別從足底壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)對人的步態(tài)進(jìn)行特征分析,并從相關(guān)系數(shù)和單調(diào)性分析了壓力數(shù)據(jù)與同側(cè)和對側(cè)關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)的相關(guān)性,根據(jù)二者的關(guān)系重新劃分了步態(tài)周期,并定義了兩個步態(tài)特征,并根據(jù)步態(tài)特征完成步態(tài)識別的工作。其次利用LMS和RLS自適應(yīng)濾波算法對壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,通過仿真確定了算法的關(guān)鍵參數(shù)。利用預(yù)測后的數(shù)據(jù)進(jìn)行步態(tài)識別,以此達(dá)到步態(tài)預(yù)測的目的。最后在信號處理模塊中實(shí)現(xiàn)了 LMS預(yù)測算法和基于特征的識別算法,并在平地直線常速行走和在跑步機(jī)上以不同的速度行走進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證算法的有效性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)步態(tài)的識別與預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田光見,趙榮椿;基于傅立葉描繪子的步態(tài)識別[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2004年11期

2 田光見;趙榮椿;;一種步態(tài)識別方法[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2005年09期

3 洪文,黃鳳崗,蘇菡;基于連續(xù)隱馬爾科夫模型的步態(tài)識別[J];應(yīng)用科技;2005年02期

4 劉玉棟,蘇開娜,馬麗;一種基于模型的步態(tài)識別方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2005年09期

5 田光見,趙榮椿;步態(tài)識別綜述[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2005年05期

6 趙子健;吳曉娟;;基于近似時空切片向量的步態(tài)識別方法研究[J];模式識別與人工智能;2005年05期

7 趙黎麗;侯正信;;步態(tài)識別問題的特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀[J];中國圖象圖形學(xué)報;2006年02期

8 許文芳;吳清江;;步態(tài)識別綜述[J];福建電腦;2007年01期

9 彭彰;吳曉娟;楊軍;;基于肢體長度參數(shù)的多視角步態(tài)識別算法[J];自動化學(xué)報;2007年02期

10 韓旭;劉冀偉;么鍵;那幼超;王志良;;一種改進(jìn)的步態(tài)識別方法[J];電子器件;2007年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 鄧玉春;劉世平;;自動步態(tài)識別方法研究綜述[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2007年

2 何衛(wèi)華;李平;文玉梅;葉波;袁海軍;;運(yùn)用下肢關(guān)節(jié)角度信息進(jìn)行步態(tài)識別[A];第十三屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

3 肖軍;蘇潔;鄭波;賈鵬宇;;智能仿生腿在不同路況下的步態(tài)識別系統(tǒng)研究[A];2007中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

4 張聰;明東;萬柏坤;;基于小波描述子和人體骨架模型的多視角融合步態(tài)識別[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會暨首屆生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會論文集[C];2009年

5 朱京紅;方帥;高明;方杰;;基于人工免疫模型的步態(tài)識別方法[A];第十四屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

6 葉波;文玉梅;李平;;基于核主元分析和支持向量機(jī)的步態(tài)識別算法[A];第十三屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

7 王科俊;閻濤;呂卓紋;;基于耦合度量學(xué)習(xí)的特征級融合方法及在步態(tài)識別中的應(yīng)用[A];2013年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第三分冊）[C];2013年

8 王科俊;賁f[燁;;基于線性插值的特征模板構(gòu)造的步態(tài)識別算法框架[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第七分冊）[南京理工大學(xué)學(xué)報（增刊）][C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 編譯 劉東征;新型“步態(tài)密碼”給手機(jī)加把鎖[N];北京科技報;2005年

2 若水;分析步態(tài)識別身份[N];光明日報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余杰;基于視頻的人體目標(biāo)跟蹤與識別技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 賁f[燁;基于人體運(yùn)動分析的步態(tài)識別算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 曾瑋;基于確定學(xué)習(xí)理論的人體步態(tài)識別研究[D];華南理工大學(xué);2012年

4 劉磊;基于多源信息的步態(tài)識別算法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

5 張?jiān)?基于序列統(tǒng)計(jì)特性的步態(tài)識別算法研究[D];山東大學(xué);2010年

6 趙國英;基于視頻的步態(tài)識別[D];中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所）;2005年

7 薛召軍;基于小波變換和支持向量機(jī)相結(jié)合的步態(tài)識別新方法研究[D];天津大學(xué);2007年

8 胡榮;人體步態(tài)識別研究[D];華中科技大學(xué);2010年

9 顧磊;基于圖像序列的人體步態(tài)識別方法研究[D];南京理工大學(xué);2008年

10 劉海濤;基于立體視覺的步態(tài)識別研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳夏輝;步態(tài)識別的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王奎;一種基于特征曲線匹配的快速步態(tài)識別方法研究[D];大連海事大學(xué);2015年

3 楊亞洲;基于人體輪廓特征的步態(tài)識別技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 馬曉龍;基于MIMU的單兵室內(nèi)導(dǎo)航算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 衣美佳;步態(tài)識別關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

6 周浩理;復(fù)雜背景下多特征融合的人體步態(tài)識別研究[D];海南大學(xué);2016年

7 李雪燕;視頻監(jiān)控中人體步態(tài)識別方法研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

8 潘秀芳;基于手機(jī)的步態(tài)識別研究[D];燕山大學(xué);2016年

9 羅璨;存在干擾因素情況下的步態(tài)識別統(tǒng)動力學(xué)初步探索[D];蘇州大學(xué);2016年

10 張鵬;耦合度量學(xué)習(xí)理論及其在步態(tài)識別中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2016年

，

本文編號：1277243