本文關鍵詞：基于下肢姿態(tài)傳感器檢測的人體防摔策略研究

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【摘要】：摔倒是人們日常生活中常見的一種突發(fā)危險行為，當事人一般無法及時做出反應。當今社會的老齡化趨勢加劇，對于龐大的老齡化群體，其所面臨的最為突出的問題就是因下肢運動功能障礙導致的摔倒，這已經成為中國老年人群意外傷害的主要原因之一。因此，對于人體運動中摔倒行為的預測和輔助保護成為亟待解決的問題。隨著傳感器技術的飛速發(fā)展,使得應用可穿戴式摔倒檢測裝置解決摔倒問題具有極大的研究價值。 基于以上現狀,本文旨在研究一套人體下肢運動姿態(tài)傳感器檢測方法。一方面可以收集并統(tǒng)計人體的下肢運動姿態(tài)參數，用以區(qū)分出正常行走和摔倒情況，另一方面，還可以通過發(fā)出警報或者制動，對摔倒的發(fā)生進行預判或干預，輔助肢障老年人群和下肢康復人士進行正常行走，保證人的生命與健康。 研究內容主要分為四部分，第二章闡述了應用于下肢運動信號檢測的新算法，即三維旋轉矩陣的坐標變換方法，并通過Matlab編程計算，實現獲取下肢姿態(tài)參數。第三章闡述了硬件的選取和搭建，其中最重要部件傳感器部分采用MAG3復合傳感器，搭載于簡易可伸縮的滑軌式下肢外骨骼上，將整個裝置穿戴在檢測對象下肢，，在行走過程中，傳感器采集加速度信號和磁信號兩項數據，數據經過A/D轉換之后，通過無線模塊傳輸到計算機，在計算機中用Matlab編程對數據進行處理。第四章實驗部分主要對信號檢測的準確性進行驗證，在三維影像采集分析系統(tǒng)的對比下，進行實測，所得數據準確率達到90％以上。在文章最后一部分提出了基于下肢姿態(tài)檢測的防摔策略，引入了擬人機器人穩(wěn)定性理論，即零力矩點理論對人的行走穩(wěn)定性進行判別，預測是否有摔倒的傾向，并初步論證了可行性。
【關鍵詞】：摔倒檢測 防摔策略 三維加速度傳感器
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP212.3;R318.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 摔倒概述10-13
• 1.3 摔倒檢測的方法以及國內外研究現狀13-17
• 1.3.1 國內外研究方法13-16
• 1.3.2 國內外研究現狀16-17
• 1.4 論文研究內容17-18
• 第二章 理論算法研究18-32
• 2.1 理論算法概述18-19
• 2.2 旋轉矩陣變換算法19-29
• 2.2.1 算法具體推導23-29
• 2.3 數據處理方法29-32
• 第三章 下肢信號檢測裝置硬件搭建及調試32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 器件選擇及硬件構成32-41
• 3.2.1 MAG3 復合傳感器介紹33-35
• 3.2.2 無線傳輸模塊部分35-37
• 3.2.3 下肢外骨骼部分37-41
• 第四章 步態(tài)檢測試驗及數據對比分析41-52
• 4.1 步態(tài)檢測介紹41
• 4.2 基于 matlab 模擬選擇算法公式41-47
• 4.3 試驗對比分析47-52
• 第五章 防摔策略的研究52-58
• 5.1 防摔策略的制定52-53
• 5.2 零力矩點理論53-54
• 5.2.1 零力矩點的定義53
• 5.2.2 支撐多邊形的定義53-54
• 5.3 ZMP 的計算方法54-56
• 5.4 總結56-58
• 參考文獻58-63
• 攻讀學位期間獲得的相關科研成果63-64
• 致謝64

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：919582