基于无线微惯性传感器的人体运动信息获取系统设计与应用的开题报告.docx

基于无线微惯性传感器的人体运动信息获取系统设计与应用的开题报告
一、选题背景
随着科学技术的不断发展，人们对于身体健康和体育运动的关注度逐渐提高。而人体运动信息获取是进行健康监测、运动训练和疾病预防等方面的重要手段。目前，常用的人体运动信息获取方法包括光学、运动捕捉、惯性测量、压力测量等。其中，惯性测量作为一种全新的人体运动信息获取方法，因其精度高、适用性强等优点而备受关注。
二、研究内容
本研究主要针对基于无线微惯性传感器（IMU）的人体运动信息获取系统设计与应用展开探究。具体研究内容包括：
1.设计基于IMU的人体运动信息获取系统，包括硬件部分和软件部分。
2.针对人体运动的各个方面（如步态分析、运动轨迹识别等），分别设计相应的算法进行数据提取和分析。
3.对所获取的数据进行统计分析，得到人体运动的基本参数和特征，并对其进行实时监测。
4.在实际应用场景中，对所设计的系统进行验证和优化，以达到最佳效果。
三、研究意义
本研究设计的基于IMU的人体运动信息获取系统，具有以下重要意义：
1.实现了惯性测量技术在人体运动信息获取领域中的应用，探索了新的数据采集方式。
2.提高了人体运动信息采集的精度和准确度，为深入分析和研究人体运动提供了更多有价值的数据。
3.对于运动训练、健康监测、疾病预防等方面有重要的应用价值，为人们提供了更加有效的健康保障和运动指导。
四、预期成果
本研究预期取得以下成果：
1.设计出基于IMU的人体运动信息获取系统，并实现其主要功能。
2.分别设计出步态分析、运动轨迹识别等方面的算法，并成功运用于所设计的系统之中。
3.获得人体运动的相关数据和特征，对其进行分析和实时监测。
4.验证所设计的系统在实际应用场景中的可行性和效果，并提出优化建议。
五、研究方法
本研究采用的主要方法包括：
1.系统性研究文献，深入了解基于IMU的人体运动信息获取技术的研究现状和发展趋势。
2.设计基于IMU的人体运动信息获取系统，包括硬件部分和软件部分，考虑系统的性能、精度和稳定性等因素，进行仿真测试。
3.分别设计出步态分析、运动轨迹识别等方面的算法，并在所设计的系统之中实现其功能。
4.在实际应用场景中对所设计的系统进行验证和优化。
六、预期研究时间表
本研究预计需要2年左右时间完成，具体时间表如下：
第一年：
1.对已有文献进行深入研究，并确定本研究的目标和方向。
2.设计基于IMU的人体运动信息获取系统，并进行仿真测试。
3.分别设计出步态分析、运动轨迹识别等方面的算法。
第二年：
1.实现基于IMU的人体运动信息获取系统，进行实验测试，获得人体运动的相关数据和特征。
2.对所设计的系统进行优化，提出改进建议。
3.完成论文写作及论文答辩。
七、参考文献
1.WangPan,LiuZheng,ZhangLibo.ResearchonSportsAerodynamicCharacteristicsMeasurementSystemBasedonIMU[J].AppliedMechanicsandMaterials,2014（580）：365-368.
2.ChenS,etal.ContinuousAuthenticationforHuman–ComputerInteractionUsingWearableMicrophoneandInertialSensors.InternationalJournalofHuman–ComputerInteraction2018.
3.Gyroscopeandaccelerometer-basedfalldetectionusingdeeplearningneuralnetworks.SensorsandActuatorsA:Physical2018.