下肢外骨骼机器人智能鞋设计及其应用
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1.2.1 下肢外骨骼机器人足部感知系统 | 第9-12页 |
| 1.2.2 研究人体生物力学的足部感知系统 | 第12-14页 |
| 1.2.3 双足直立机器人足部感知系统 | 第14-15页 |
| 1.3 研究内容 | 第15-19页 |
| 1.3.1 当前研究存在的挑战 | 第15-16页 |
| 1.3.2 本文研究的改进方向 | 第16-19页 |
| 1.4 章节安排 | 第19-20页 |
| 第二章 智能鞋硬件系统设计与实现 | 第20-35页 |
| 2.1 传感器方案与选型 | 第21-26页 |
| 2.1.1 针对步态分析的传感器 | 第21页 |
| 2.1.2 针对地面特性识别的传感器 | 第21-22页 |
| 2.1.3 智能鞋传感器方案总结 | 第22页 |
| 2.1.4 传感器选型 | 第22-26页 |
| 2.2 机械设计与实现 | 第26-29页 |
| 2.2.1 薄片式传感器铺设方法 | 第26-27页 |
| 2.2.2 应变片传感器方案安装结构 | 第27-29页 |
| 2.3 电路设计与实现 | 第29-34页 |
| 2.3.1 电路整体结构 | 第29页 |
| 2.3.2 惯性测量单元电路设计 | 第29-30页 |
| 2.3.3 压力传感器硬件电路设计 | 第30-34页 |
| 2.4 本章小结 | 第34-35页 |
| 第三章 智能鞋传感器标定与测试 | 第35-44页 |
| 3.1 加速度传感器的六参数标定 | 第35-39页 |
| 3.1.1 线性最小二乘标定与测试 | 第36-39页 |
| 3.1.2 非线性最小二乘标定与测试 | 第39页 |
| 3.2 加速度传感器的十二参数标定 | 第39-41页 |
| 3.3 薄片式压力传感器测试与分析 | 第41-43页 |
| 3.4 应变片压力传感器标定与测试 | 第43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 基于多传感器的人体步态数据分析 | 第44-57页 |
| 4.1 基于IMU的步长步高计算 | 第44-51页 |
| 4.1.1 基于卡尔曼滤波的姿态计算 | 第45-48页 |
| 4.1.2 基于比力方程的运动加速度计算 | 第48-49页 |
| 4.1.3 基于IMU的足部静止检测 | 第49-50页 |
| 4.1.4 实验测试 | 第50-51页 |
| 4.2 基于压力传感器的步态阶段划分 | 第51-54页 |
| 4.2.1 步态的划分规则 | 第52-53页 |
| 4.2.2 基于压力传感器的步态划分 | 第53-54页 |
| 4.2.3 实验测试 | 第54页 |
| 4.3 基于压力传感器的足底压力中心计算 | 第54-56页 |
| 4.3.1 压力中心计算原理 | 第54-55页 |
| 4.3.2 实验测试 | 第55-56页 |
| 4.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 第五章 基于多传感融合的地面识别研究与实现 | 第57-65页 |
| 5.1 传感器数据预处理与窗截取 | 第57-58页 |
| 5.2 特征提取与选择 | 第58-63页 |
| 5.2.1 特征提取 | 第58-59页 |
| 5.2.2 主成份分析 | 第59-61页 |
| 5.2.3 基于MATLAB的PCA实现 | 第61-63页 |
| 5.3 最小距离分类器设计 | 第63页 |
| 5.4 实验测试 | 第63-64页 |
| 5.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第六章 全文总结与展望 | 第65-68页 |
| 6.1 全文总结 | 第65页 |
| 6.2 问题与展望 | 第65-68页 |
| 6.2.1 温度因素引起的漂移 | 第65-67页 |
| 6.2.2 机械内力引起的漂移 | 第67-68页 |
| 致谢 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第73-74页 |
