步態(tài)分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

步態(tài)分析方案設(shè)計(jì)獻(xiàn)的原文在文件夾中。最終為我的方案設(shè)計(jì)。一、Apracticalgaitanalysissystemusinggyroscopes螺儀分析步態(tài)本爭(zhēng)論是為了調(diào)查使用單軸陀螺儀來研制簡(jiǎn)潔便攜步態(tài)分析系統(tǒng)的可行性。陀螺儀綁在小腿和大腿的〔1〕；〔2〕高通濾波。兩種方法都能很具體方法：-橫向方向，以測(cè)量矢狀平面中的角度。5s，受試者直立站立以初始化傾斜角度和陀螺儀的偏置，隨后，對(duì)象以一個(gè)自己寵愛的速度10cm處。其次個(gè)試驗(yàn)一個(gè)放置在大腿髕骨上方10cm處，一個(gè)在脛骨靠近踝關(guān)節(jié)10cm處，記錄的是陀螺儀的角4.5m180°。AcousticGaits:GaitAnalysisWithFootstepSounds步態(tài)我們描述的是聲步態(tài)——從人正常行走時(shí)的腳步聲推導(dǎo)人的自然步態(tài)特征。Teager–KaiserTeager–Kaiser能量可以在不同時(shí)間、地點(diǎn)供給最穩(wěn)定的步態(tài)參數(shù)估量。相對(duì)于目前試驗(yàn)室步態(tài)分析中使用的昂貴具體方法：16室以正常速度順時(shí)針15圈再逆時(shí)針15圈，其次個(gè)是穿著不同的鞋順時(shí)針10圈再逆時(shí)針103三、Gaitanalysisusinggravitationalaccelerationmeasuredbywearablesensor重力加速度分析步態(tài)〔大腿、小腿和腳〕7此，從加速度數(shù)據(jù)中分別出加速度數(shù)據(jù)是一種比較抱負(fù)的分析方法。在恒速行走時(shí)，加速度數(shù)據(jù)FFT分析獲得它的一些特征頻率，并利用這些特征頻率的某些局部來估量重力加速度。每個(gè)關(guān)節(jié)的姿勢(shì)通過對(duì)在其生理運(yùn)動(dòng)范圍條件下的狀態(tài)進(jìn)展估量20sPC了定量步態(tài)診斷信息。具體方法：FFT20s，速度由測(cè)試者我認(rèn)為，在此試驗(yàn)中，一共只有三個(gè)被試，會(huì)導(dǎo)致所得結(jié)果的普適性很低，而且全部四、KineticGaitAnalysisUsingaLow-CostInsole用鞋墊分析運(yùn)動(dòng)步態(tài)分析//伸展，/〔0.95〕，而與兩個(gè)踝關(guān)節(jié)的相關(guān)性稍低〔0.80〕用于從大型診具體方法：1264機(jī)，兩個(gè)多軸測(cè)力板，還使用了標(biāo)準(zhǔn)侵入式步態(tài)標(biāo)記材料。標(biāo)記物和模擬信號(hào)采樣頻率為200Hz，使用ViconNexus軟件進(jìn)展標(biāo)記、建模、分析，以及標(biāo)記數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)的導(dǎo)118Hz同步。五、GaitanalysisofpatientswithkneeosteoarthritisbeforeandafterChinesemassagetreatment爭(zhēng)論的目的是評(píng)估中國(guó)按摩治療在患者的有效性與膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎〔OA〕通過測(cè)量下肢步2032周。的患者使用六攝像機(jī)紅外運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)進(jìn)展步態(tài)評(píng)估。他們完成了西安大概和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)〔P<0.05〕〔P<0.05〕OA患者的具體方法：招募診斷為膝骨關(guān)節(jié)炎的20名女性，主要體格檢查包括確定運(yùn)動(dòng)范圍〔ROM〕和膝蓋苦痛的位置。前抽屜試驗(yàn)用于評(píng)估前十字韌帶的損傷，并且使用McMurray測(cè)試來確定是否有半月板損傷。膝關(guān)節(jié)OA患者每周三次進(jìn)展25至30分鐘的中國(guó)按摩治療為期2周，由專業(yè)的中國(guó)按摩治療師供給。每個(gè)會(huì)議包括按和拇指揉在八個(gè)穴位世界后安康組織標(biāo)準(zhǔn)針灸點(diǎn)位置14四周膝蓋區(qū)域。在步態(tài)試驗(yàn)室全部患者進(jìn)展赤足步行試驗(yàn)，他們自己選擇舒適的步行速度。記錄每個(gè)肢體的成功步態(tài)周期，每個(gè)患者，由測(cè)試領(lǐng)導(dǎo)視覺驗(yàn)證。海倫 2海斯反光標(biāo)記集用于測(cè)定三維運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，使用六攝像機(jī)紅外運(yùn)動(dòng)分析獲得系統(tǒng)。使用EvaRT進(jìn)展數(shù)據(jù)收集，使用OrthoTrak分析軟件評(píng)估數(shù)據(jù)。步態(tài)分析方案：利用三軸加速度傳感器實(shí)現(xiàn)人體步態(tài)分析一、方案背景步態(tài)分析爭(zhēng)論現(xiàn)狀目前主流的步態(tài)特征分析是基于計(jì)算機(jī)視覺或在裝備了簡(jiǎn)單測(cè)試設(shè)備和分析工具的步態(tài)試驗(yàn)室完成，易受動(dòng)態(tài)環(huán)境中多方面因素影響,數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單度高,而在步態(tài)試驗(yàn)室進(jìn)展的步態(tài)特征分析由于設(shè)備和場(chǎng)地的限制,難以普及。方案目的和意義設(shè)計(jì)一套采集步態(tài)加速度數(shù)據(jù)的裝置對(duì)步態(tài)做出分析，最終能得出步態(tài)分析中的步態(tài)根本特征。本文設(shè)計(jì)步態(tài)數(shù)據(jù)采集裝置能準(zhǔn)確提取步態(tài)加速度信號(hào),對(duì)用戶的影響小,不干擾人的正?；顒?dòng)。承受的步態(tài)參數(shù)提取方法能有效地分析測(cè)試對(duì)象的步態(tài)特征。分析得到的步長(zhǎng)、步頻、步速幾種步態(tài)特征之間的相互關(guān)系。二、方案依據(jù)和指導(dǎo)思想三軸加速度傳感器MPU6050雖然人在做猛烈運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度值可能到達(dá)12gn,但人的軀干的加速度值不會(huì)超過6gn,因此,用于采集人的步行的加速度傳感器的精度范圍大多項(xiàng)選擇取在±6gn以內(nèi)。本設(shè)計(jì)承受的三軸加速度傳感器MPU6050圖1.MPU6050 三軸加速度傳感器模塊正面由于三軸加速度傳感器的X，Y，Z三個(gè)軸相互垂直，比用三個(gè)單軸加速度傳感器或者一個(gè)單軸加速度傳感器加一個(gè)兩軸加速度傳感器更有優(yōu)勢(shì)，節(jié)約電路元件，節(jié)約空間，避開造成不必要的干擾。MPU6050多組件方案，免除了組合陀螺儀與時(shí)間軸之差的問題，削減了大量的封裝空間。用戶可程式掌握的全格感測(cè)范圍為±2g、±4g±8g與±16g。MPU6050加速度傳感器應(yīng)用格外廣泛，比方：手機(jī)和便攜式游戲，各自玩耍掌握器，3d網(wǎng)絡(luò)連接遙控器,機(jī)頂盒,3d小鼠，可穿戴傳感器對(duì)安康、健身和體育，玩具等。正常步態(tài)分析圖2. 人體正常行走圖行走時(shí)左右足跟〔或趾尖〕間的縱間距離稱為步長(zhǎng),而同側(cè)足跟〔或趾尖〕兩次著地間的距離稱為步周長(zhǎng)或步幅。步長(zhǎng)與身高顯著相關(guān),中國(guó)青年男性的步長(zhǎng)約為55.0～77.5cm,女性約為50.0～70.0cm。身高一樣的男、女性步長(zhǎng)無顯著性差異,并且步長(zhǎng)隨著年齡的增大而下降。正常的步態(tài)具有穩(wěn)定性、周期性和節(jié)律性以及個(gè)體差異性。由于人自然行走的步態(tài)加速度信號(hào)是準(zhǔn)周期的時(shí)變信號(hào),假設(shè)把人放在三維空間中，人在行走時(shí)上下前后左右會(huì)有周期性的加速度變化。自相關(guān)函數(shù)Rxx供給了信號(hào)與其平移m時(shí)間后所得信號(hào)之間關(guān)聯(lián)程度的測(cè)度。周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)仍舊是同頻率的周期信號(hào)但不保存原信號(hào)的相位信息。并且,周期信號(hào)的自相關(guān)系數(shù)在等同于信號(hào)周期的延遲時(shí)取值最大。因此,自相關(guān)函數(shù)曲線可反映信號(hào)自身的周期性和噪聲水平。一個(gè)信號(hào)x(n),n=1,2, ,N的無偏自相關(guān)函數(shù)定義為：N|m|1R(m)xx

1x(n)x(nm),m為任意整數(shù)N|m|n1所以加速度傳感器X和Z軸采集到的加速度信號(hào)具有周期性，可以用自相關(guān)函數(shù)處理，可以明顯看出X和Z軸的自相關(guān)系數(shù)的相鄰峰值，并利用峰值之間的間隔(采樣點(diǎn)數(shù))和采樣頻率算出步頻的大小，相鄰峰值的采樣點(diǎn)數(shù)、采樣頻率和步頻的關(guān)系如下：步頻=60*采樣頻率/相鄰峰值間采樣點(diǎn)數(shù)，步頻單位：次/分鐘三、爭(zhēng)論方法和步驟1.爭(zhēng)論方法由于MPU6050I2C模式通訊的，所以對(duì)傳感器的控制要用帶I2C數(shù)據(jù)傳輸模式的單片機(jī)，本文承受MSP430g2553AD0候，I2C通訊中作為從機(jī)的加速度傳感器的地址為0xD0。單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)在可以經(jīng)過串口傳給電腦，剩下的就可以進(jìn)展數(shù)據(jù)分析了。將MPU6050用于采集加速度數(shù)據(jù)，這些組成一個(gè)采集加速度的系統(tǒng)。加速度傳感器的X、Y、Z三個(gè)方向分別對(duì)應(yīng)測(cè)量人體的前后、左右、上下三個(gè)方向。試驗(yàn)需要20位安康的受試者，1010位女生，在一片空曠的環(huán)境進(jìn)展數(shù)據(jù)樣本采集。將采集裝置佩戴于受試者的正前方，脊柱和腰部穿插部位。每位受試者采集三組數(shù)據(jù)，受試者每次依據(jù)不同的速度勻速走，按低、中、高三種速度。每次的數(shù)據(jù)采集分別要有采集加速度的系統(tǒng)采集和記錄員手動(dòng)記錄時(shí)間，總步數(shù)，走的距離。2.試驗(yàn)步驟〔1〕將MPU6050用于采集加速度數(shù)據(jù)?！?〕20位受試者，每位受試者采集三組數(shù)據(jù)，受試者每次依據(jù)不同的速度勻速走，按低、中、高三種速度。每次的數(shù)據(jù)采集分別要有采集加速度的系統(tǒng)采集和記錄員手動(dòng)記錄時(shí)間，總步數(shù)，走的距離?！?〕依據(jù)記錄員手動(dòng)記錄到的時(shí)間，總步數(shù)，走的距離算出步長(zhǎng)、步頻、步速。在利用采集到的加速度計(jì)算出受試者每種速度下的步頻。四、預(yù)期結(jié)果和缺乏采集到加速度數(shù)據(jù)進(jìn)展數(shù)據(jù)分析和人工記錄到的步長(zhǎng)、步頻、步速根本全都。加速度數(shù)據(jù)經(jīng)分析后覺察步速越大，步長(zhǎng)、步頻、步幅