人體步態(tài)感知算法已經(jīng)在步態(tài)監(jiān)測,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)注直線步態(tài)和人體矢狀面內(nèi)的運動,難以實現(xiàn)對轉(zhuǎn)彎步態(tài)等非直線、非對稱步態(tài)的感知,這極大地限制了步態(tài)感知算法的應(yīng)用。對轉(zhuǎn)彎步態(tài)的感知主要包括:對直行到變向過渡期的感知,即對轉(zhuǎn)彎步態(tài)的預(yù)測;對轉(zhuǎn)彎步態(tài)特征的感知,即對轉(zhuǎn)彎步態(tài)的識別。因此,研究轉(zhuǎn)彎步態(tài)的運動特性及轉(zhuǎn)彎步態(tài)的預(yù)測及識別算法對于完善步態(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。針對現(xiàn)有步態(tài)感知算法無法對轉(zhuǎn)彎步態(tài)進(jìn)行預(yù)測及識別的問題,本文研究了轉(zhuǎn)彎步態(tài)的人體運動特性,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)測算法,結(jié)合監(jiān)督式學(xué)習(xí)對轉(zhuǎn)彎步態(tài)識別算法進(jìn)行了研究,并通過在線步態(tài)實驗對算法進(jìn)行了優(yōu)化和驗證。具體開展了如下研究:首先,建立了人體下肢運動學(xué)模型,進(jìn)行了步態(tài)試驗并對試驗數(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)的運動學(xué)參數(shù)并建立了步態(tài)樣本庫;通過方差分析及相關(guān)性分析篩選出了轉(zhuǎn)彎時具有顯著特性的運動特征,進(jìn)而通過對比分析同步態(tài)周期下直行與轉(zhuǎn)彎過程中這些特征的變化曲...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景及研究意義
    1.3 步態(tài)感知算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)運動特性研究
    2.1 引言
    2.2 人體步態(tài)分析
        2.2.1 步態(tài)試驗
        2.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    2.3 人體不同轉(zhuǎn)彎方式運動特性研究
        2.3.1 下肢各關(guān)節(jié)運動特性分析
        2.3.2 人體各部位運動特性分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測及識別算法研究
    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
    3.3 基于啟發(fā)式特征的轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測算法研究
        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)測算法設(shè)計
    3.4 基于監(jiān)督式學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)彎步態(tài)識別算法研究
        3.4.1 監(jiān)督式學(xué)習(xí)方案
        3.4.2 步態(tài)識別分類器的交叉驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測及識別算法實驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方案及評價指標(biāo)的確定
        4.2.1 實驗方案
        4.2.2 評價指標(biāo)
    4.3 實驗結(jié)果分析
        4.3.1單次定點轉(zhuǎn)彎行走實驗
        4.3.2連續(xù)不定點轉(zhuǎn)彎行走實驗
    4.4 人體轉(zhuǎn)彎步態(tài)預(yù)測及識別算法的優(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)測算法優(yōu)化
        4.4.3 轉(zhuǎn)彎步態(tài)識別算法優(yōu)化
        4.4.4 優(yōu)化后算法性能評價
    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：3750741