基于多传感器融合的人体运动分析系统设计

作     者：冯晓伟 辛迪 王泽辰 黄昕昊 卜雄洙 FENG Xiaowei;XIN Di;WANG Zechen;HHANG Xinhao;BU Xiongzhu

作者机构：南京理工大学机械工程学院南京210014 

基　　金：南京理工大学本科生科研训练‘百千万’计划资助项目(202110288065) 

出 版 物：《自动化与仪器仪表》 (Automation & Instrumentation)

年 卷 期：2022年第10期

页      码：207-211页

摘      要：由于光学式、机械式等传统运动测量系统在成本、使用环境及精度等方面的缺陷,设计了一款主要基于惯性传感器的手臂关节人体运动测量系统,通过在人体特定部位佩戴所设计的惯性传感器节点,可实时采集人体各部位的运动数据,并以数据帧格式,通过WIFI无线传感器网络将各节点所采集的运动信息发送至所设计的STM32主机运算单元,通过使用STM32内置DSP-CMSIS库进行卡尔曼滤波和姿态融合,加快运算速度,降低节点的运算量,使得节点的体积更小;再通过串口将数据传输至上位机进行存储和显示;经实验验证,设计的运动测量系统能够准确采集人体运动数据,并经转台实验所测姿态角相对误差小于2.5%;同时通过三维仿真,可以较好复现人体运动轨迹,该系统具有成本低廉,穿戴方便和操作简单等特点,可广泛应用于医学,体育等多个领域。

主 题 词：惯性传感器 卡尔曼滤波 姿态融合 无线传感器网络 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.14016/j.cnki.1001-9227.2022.10.207

馆 藏 号：203115461...