隨著食物的豐富和體力勞動的減少,肥胖已成為各國的社會問題�，F(xiàn)代運動醫(yī)學(xué)已經(jīng)證明:人體的能量消耗主要由基礎(chǔ)代謝、食物的熱效應(yīng)和體力活動構(gòu)成,運動可以提高基礎(chǔ)代謝率,增加有氧運動時間和控制飲食是健康且有效的減肥方式。基于此社會需求,本人將慣性傳感器、基于靶心心率的有氧運動檢測、算法處理、人體能量消耗模型及計算、語音提醒等技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計方案,設(shè)計實現(xiàn)了能夠區(qū)分運動狀態(tài)并反映運動量的可穿戴式有氧運動輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)已完成實驗室樣機,經(jīng)過測試達到了預(yù)期的功能。本人的研究和設(shè)計工作拓展了可穿戴設(shè)備的應(yīng)用空間,在輔助運動和有效減肥領(lǐng)域?qū)⒂泻芎玫膽?yīng)用價值。具體完成工作如下:(1)利用慣性傳感器采集步態(tài)信息,對計步算法進行了優(yōu)化,就噪聲處理算法的選擇比較、慣性傳感器的佩戴位置、走路或跑步、不同年齡等對計步算法的影響進行了測試和討論;(2)根據(jù)靶心率區(qū)分有氧運動與無氧運動,實時檢測運動過程中的心率值,并將其和靶心率比較,使用語音模塊對使用者進行提醒,幫助運動者完成有氧運動;(3)針對運動能耗的指數(shù)模型和線性模型,通過MATLAB仿真,研究了在有氧運動靶心率范圍內(nèi),速度和體重與能耗量的關(guān)系,得出指數(shù)模型更能貼合實際能耗值,擬合度更高的結(jié)果。分析影響能耗值的因素,改進原有能量消耗模型在有氧運動下對能耗值的計算。上述三方面的研究結(jié)果均應(yīng)用于本課題(可穿戴式有氧運動輔助系統(tǒng))的設(shè)計與實現(xiàn)工作。本課題采用六軸傳感器采集人體運動時的步態(tài)信息,設(shè)計算法完成計步功能;通過鍵盤采集運動者信息,計算靶心心率;加入心率傳感器,通過將運動過程中的心率值和靶心率做比較,區(qū)分是有氧運動還是無氧運動;用語音模塊引導(dǎo)使用者實時改變運動狀態(tài)致有氧運動模式;并用改進后有氧運動下能量消耗的計算方法來量化運動量。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TH789

【參考文獻】

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本文編號：2824403