面向肢体残疾的辅助智能穿戴系统的设计

摘要：

设计了一套智能穿戴系统,主要依靠惯性传感单元对人体手臂的姿态进行检测,从而控制机械臂能够同步做出人体手臂的动作,旨在帮助手臂残障的人士能如同正常人一般的生活.整个可穿戴式系统的设计以STMicroelectronics公司的微控制器作为核心,使用三轴加速度计和三轴陀螺仪对手臂的运动姿态进行检测,通过驱动六路数字舵机来实现机械臂与人体手臂动作的同步.在姿态融合部分,运用了基于TensorFlow的椭球面拟合方法对加速度计进行了校准,并且采用了基于四元数-梯度下降的方法来进行姿态角的融合计算,使系统能稳定地识别出当前手臂的运动姿态.在实验部分,针对系统搭建了相应的实验平台,对姿态融合模块性能和系统整体性能进行了测试,并对整个系统的实验结果进行总结和分析.

关键词：微控制器、可穿戴设备、惯性检测单元、姿态融合、机械臂

所属期刊栏目：29

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金61401221,61701168,51608437;中国博士后基金项目2016M601860;江苏省研究生科研与实践创新计划项目SJCX17_0237;江苏省研究生科研与实践创新计划项目SJCX19_0240,SJKY19_0823;南京邮电大学教学改革研究项目JG00417JX74

在线出版日期：2019-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：124-129