基于惯性传感器的步态测量方法研究与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第8-10页 |
| 1.1.1 基于视觉系统的步态分析技术 | 第9页 |
| 1.1.2 基于可穿戴式传感器的步态分析技术 | 第9-10页 |
| 1.2 基于惯性传感器的步态分析的研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.1 体育运动 | 第10-11页 |
| 1.2.2 身份验证 | 第11页 |
| 1.2.3 临床诊断 | 第11页 |
| 1.2.4 康复治疗 | 第11-12页 |
| 1.3 基于惯性传感器的步态分析的关键问题 | 第12页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第12-13页 |
| 1.5 本论文组织结构 | 第13-14页 |
| 2 相关理论基础 | 第14-24页 |
| 2.1 步态周期 | 第14-16页 |
| 2.1.1 单足步态周期 | 第14-15页 |
| 2.1.2 双足步态周期 | 第15-16页 |
| 2.2 常用参考坐标系及坐标系转换 | 第16-19页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第16-17页 |
| 2.2.2 坐标系之间的变换关系 | 第17-19页 |
| 2.3 基于四元数的姿态矩阵更新计算 | 第19-21页 |
| 2.3.1 四元数 | 第19-20页 |
| 2.3.2 四元数旋转 | 第20页 |
| 2.3.3 四元数与姿态矩阵 | 第20-21页 |
| 2.3.4 方向余弦、四元数与欧拉角 | 第21页 |
| 2.4 零速度更新技术 | 第21-22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-24页 |
| 3 步态分析算法 | 第24-40页 |
| 3.1 步态时相检测算法 | 第24-30页 |
| 3.1.1 基于峰值检测的观测窗口划分 | 第26-27页 |
| 3.1.2 关键点检测 | 第27-30页 |
| 3.2 步态时间参数 | 第30-32页 |
| 3.2.1 单足步态时间参数 | 第30-31页 |
| 3.2.2 双足步态时间参数 | 第31-32页 |
| 3.2.3 步频 | 第32页 |
| 3.2.4 对称性 | 第32页 |
| 3.3 空间姿态估计 | 第32-38页 |
| 3.3.1 卡尔曼滤波器 | 第32-34页 |
| 3.3.2 基于四元数的扩展卡尔曼滤波器 | 第34-37页 |
| 3.3.3 四元数初始值计算 | 第37-38页 |
| 3.4 位置信息估计 | 第38-39页 |
| 3.5 本章小结 | 第39-40页 |
| 4 实验结果和分析 | 第40-52页 |
| 4.1 实验平台介绍 | 第40-41页 |
| 4.1.1 步态数据采集系统 | 第40页 |
| 4.1.2 软件平台 | 第40-41页 |
| 4.2 步态数据采集 | 第41-43页 |
| 4.2.1 数据采集过程 | 第41-42页 |
| 4.2.2 实验设置 | 第42-43页 |
| 4.3 实验结果分析 | 第43-51页 |
| 4.3.1 步数检测结果 | 第44页 |
| 4.3.2 步态周期检测结果 | 第44-46页 |
| 4.3.3 姿态估计结果 | 第46-47页 |
| 4.3.4 步长估计结果 | 第47-49页 |
| 4.3.5 时空参数估计 | 第49-51页 |
| 4.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 结论 | 第52-53页 |
| 参考文献 | 第53-57页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第57-58页 |
| 致谢 | 第58-59页 |
