基于惯性测量单元的运动员呼吸状态监测方法

摘要：

针对人体在处于不同状态下呼吸幅度和速率的不同,并综合目前已有的呼吸监测方法,提出了一种基于卡尔曼滤波算法的可穿戴式惯性测量单元的呼吸状态监测方法.首先将两个惯性测量单元固定在人体的前胸与后背,测量人体在不同运动状态下呼吸时胸廓收缩和扩展所引起的加速度与角速度变化,在对前胸、后背惯性测量单元所测量的数据进行坐标变换空间对准后,采用差分模型下的卡尔曼滤波算法解算出运动员单纯呼吸运动状态下的加速度变化曲线,进而得到不同运动状态下运动员的呼吸频率和呼吸深度参数,该参数可作为评价运动员身体素质的重要指标.最后在搭建的可穿戴式惯性测量单元呼吸监测实验平台中进行模型验证,并将人体不同姿态下的实验结果与标准呼吸面罩测量结果比对,准确率均达到90％以上,实现了对运动员呼吸状态的便携式、可穿戴式实时精确测量.

关键词：呼吸状态监测、惯性测量单元、差分模型、卡尔曼滤波、可穿戴式

所属期刊栏目：26

分类号：U666.1(船舶工程)

资助基金：国家自然科学基金联合基金培育项目U1610111;西南石油大学青年教师"过学术关"项目201799010002

在线出版日期：2018-12-26（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：591-596