本文關(guān)鍵詞：基于傳感設(shè)備的人體健康數(shù)據(jù)可視化研究

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【摘要】：近年來,隨著人們對(duì)健康需求的提升,面向用戶的人體健康數(shù)據(jù)可視化服務(wù)引起越來越多研究者的關(guān)注。可視化技術(shù)是將抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示,并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善,抽象數(shù)據(jù)能夠以三維模型的方式顯示于電腦屏幕,便于用戶進(jìn)行交互處理,豐富了信息的表達(dá)方式。健康數(shù)據(jù)可視化主要分為模型化和圖表化,本文將以人體活動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù)為研究對(duì)象做具體實(shí)現(xiàn)。首先,本文針對(duì)人體關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù),結(jié)合系統(tǒng)測(cè)量所需,建立了對(duì)應(yīng)的人體運(yùn)動(dòng)模型和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,通過傳感器測(cè)量獲取到人體關(guān)節(jié)姿態(tài)角后,基于可視化技術(shù)在上位機(jī)界面復(fù)現(xiàn)三維人體姿態(tài),方便對(duì)使用者的日�；顒�(dòng)進(jìn)行觀測(cè)與監(jiān)護(hù)。此外對(duì)基于姿態(tài)角的數(shù)據(jù)處理與分析做了簡(jiǎn)要概述,提取常見活動(dòng)的動(dòng)作特征進(jìn)行分類識(shí)別,對(duì)人體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參數(shù)做分析計(jì)算,用以評(píng)估人體的運(yùn)動(dòng)狀況。其次,本文基于ZigBee傳感網(wǎng)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MPU6050傳感器和CC2530的體域網(wǎng)系統(tǒng)以獲取人體運(yùn)動(dòng)時(shí)多關(guān)節(jié)的姿態(tài)角數(shù)據(jù),系統(tǒng)包含各類節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),選定綁帶用于系統(tǒng)的穿戴,實(shí)現(xiàn)了獲取人體運(yùn)動(dòng)時(shí)多個(gè)關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù)的需求。再次,本文在上位機(jī)構(gòu)建可視化軟件平臺(tái),對(duì)體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理與顯示,主要包括基于MFC的可視化界面和基于Matlab的數(shù)據(jù)分析處理。可視化界面包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)庫的寫入與查詢功能和圖表顯示功能。在OpenGL顯示的虛擬環(huán)境中,添加了人體骨骼模型,根據(jù)體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)上發(fā)的姿態(tài)角數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)復(fù)現(xiàn)人體姿態(tài)。數(shù)據(jù)處理方面,根據(jù)人體日常運(yùn)動(dòng)時(shí)人體姿態(tài)角可以表征運(yùn)動(dòng)特征,使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)姿態(tài)角數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,可識(shí)別四種日常人體活動(dòng)；同時(shí)可以通過姿態(tài)角計(jì)算行走路程,對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行基本的評(píng)估。整體MFC界面添加用戶交互及響應(yīng)的功能,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的二維圖表顯示和人體姿態(tài)角動(dòng)態(tài)可視化顯示功能。最后,本文基于體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和上位機(jī)軟件平臺(tái)進(jìn)行了聯(lián)調(diào)測(cè)試和實(shí)驗(yàn),包括體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)和上位機(jī)可視化軟件平臺(tái)的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傳感節(jié)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集人體關(guān)節(jié)的姿態(tài)角,多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)均能及時(shí)通過無線發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)通信性能良好,且能與上位機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定準(zhǔn)確的通信。在數(shù)據(jù)處理方面對(duì)動(dòng)作分類和行走路程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),表明了數(shù)據(jù)處理和計(jì)算的準(zhǔn)確性。在可視化界面對(duì)交互功能、模型的三維變換和各個(gè)模塊的可視化顯示功能一一測(cè)試,結(jié)果表明整體系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交互的可視化功能。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318;TP212

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1 徐曦煜;劉和光;;高度計(jì)姿態(tài)角估計(jì)算法誤差分析[J];中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào);2008年01期

2 王建軍;徐立軍;李小路;;姿態(tài)角隨機(jī)測(cè)量誤差對(duì)機(jī)載激光掃描成像的影響[J];中國(guó)激光;2011年03期

3 劉風(fēng)岐;艦船姿態(tài)的數(shù)據(jù)處理[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);1982年02期

4 張征宇;羅川;孫巖;周桂宇;黃詩捷;;振動(dòng)環(huán)境中相機(jī)位置坐標(biāo)與姿態(tài)角解算的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2011年03期

5 范大昭;劉楚斌;雷蓉;于瑤瑤;張尚磊;;資源三號(hào)衛(wèi)星全色影像的姿態(tài)角常差檢測(cè)[J];地理信息世界;2013年04期

6 葉吉成,劉國(guó)強(qiáng),高業(yè)芝;8m×6m 風(fēng)洞測(cè)控處系統(tǒng)[J];流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量;1998年04期

7 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 吳富梅;聶建亮;何正斌;;顧及姿態(tài)角更新的低成本車載GPS/INS組合導(dǎo)航算法[A];第一屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2010年

2 王昊予;江潔;張廣軍;崔運(yùn)東;;一種光電準(zhǔn)直大視場(chǎng)姿態(tài)角測(cè)量系統(tǒng)[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

3 惠學(xué)翰;蔣甲利;李周復(fù);劉捷;單永正;;模型姿態(tài)角及機(jī)翼變形視頻測(cè)量原理研究[A];探索 創(chuàng)新 交流——第五屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集(第5集)[C];2012年

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1 陳偉;基于四元數(shù)和卡爾曼濾波的姿態(tài)角估計(jì)算法研究與應(yīng)用[D];燕山大學(xué);2015年

2 沈懷營(yíng);鐵餅姿態(tài)角及轉(zhuǎn)速傳感器的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

3 李慧康;基于傳感設(shè)備的人體健康數(shù)據(jù)可視化研究[D];東南大學(xué);2016年

4 譚春暉;投影法測(cè)量飛行物姿態(tài)角精度的研究[D];南京理工大學(xué);2011年

5 陳麗;基于三維磁探測(cè)的彈丸姿態(tài)角檢測(cè)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

6 楊兆靜;基于FPGA的載體姿態(tài)角解算算法的研究與設(shè)計(jì)[D];燕山大學(xué);2013年

7 彭勃;中段目標(biāo)一維距離像姿態(tài)敏感性分析與識(shí)別技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 劉萌萌;旋轉(zhuǎn)式太陽帆姿態(tài)動(dòng)力學(xué)建模與控制[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1181331