收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于运动信息监测的可穿戴系统研究

张晓伟  
【摘要】:智能可穿戴设备的快速发展为人们生活品质的提升提供了便携、高效的工具,并且随着健康医疗逐渐成为当前的研究热点,利用可穿戴设备检测人体运动状态和健康指标更是研究中焦点问题。借助可穿戴设备可以方便地获取和收集各类生物信号,结合生物机理和运动特征可以进一步分析和确定人体状态,进而达到检测的目的。但实际需求中检测结果并不能有效地辅助制定合理的运动计划以及反映运动中身体健康状况的变化,而且多数现有的方法仅仅提供了一致标准,没能反映个性化带来的差异。因此,如何融合现有运动医学的研究成果及其它身体指标,为个人提供合理的个性化健康标准,实现提前规划、实时监测的目的成为了智能可穿戴设备发展的新方向。本文利用一系列传感器模块和控制器设计实现了用于特定场景下人体运动和健康指标检测及评价的实用系统,并通过数据分析和处理,结合运动学理论和实验结果,给出了可用于运动和健康评估算法,对实际应用有一定的参考意义。本文首先利用对卡路里消耗指标来实时反映运动效果,阐述了反映人体健康状况的常用定量指标,明确了卡路里消耗作为运动量及健康状况的度量指标的合理性并比较了现有的卡路里消耗分析方法和原理,设计并实现了基于三轴加速度的卡路里消耗检测模块。其次结合局部解剖学理论,阐明了表面肌电信号的产生机理和特点以及肌电信号对于衡量手臂动作的运动量的有效性,并分析和比较了时域分析、频域分析、时频域分析、经验模态分解的肌电信号分析方法的原理和优缺点。设计实现了表面肌电信号数据采集模块,并完成了基于手臂动作的简易场景下的数据采集工作,根据信号特点设计了有效的预处理方法。通过对表面肌电信号进行经验模式分解(EEMD)、提取相关特征构建反映肌肉疲劳状况与运动量的定量关系,从而为合理评估运动效果和强度提供了明确衡量指标。构建了基于EEMD的希尔伯特谱分析(EEMD-HHT)分析肌间相干性的模型,从不同层面分析肌电信号特征,并对运动过程中的肌肉疲劳特性进行估计。并基于测试数据分析研究运动过程中sEMG平均瞬时频率与肌间耦合性特征间的关联规律,为肌肉疲劳分析提供一种综合评估方法。最后测试和分析实际数据中EEMD-HHT方法估计肌肉疲劳的有效性,综合上述结果给个性化运动健康状况提供了合理的评价指标,为运动计划的指定和运动量的衡量提供了可参考的标准。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 王健,刘加海;肌肉疲劳的表面肌电信号特征研究与展望[J];中国体育科技;2003年02期
2 郝国君 ,胡中楫;肌肉疲劳微机监测系统[J];中国生物医学工程学报;1990年01期
3 刘艳芳;吴佳仪;;腿抽筋一定是缺钙吗[J];家庭医药.快乐养生;2017年01期
4 ;揿皮针对肌肉疲劳的作用[J];国外医学(中医中药分册);2001年01期
5 凌烽,王公瑞,卢晓,李兵仓,李曙光;局部肌肉疲劳的无创监测[J];医用生物力学;1996年01期
6 张坚;;肌肉疲劳与肌电图的表现(文献综述)[J];体育科研;1987年11期
7 巩望松;;实时快速傅里叶转换用于监测肌肉疲劳[J];国外医学(生物医学工程分册);1987年04期
8 ;赛前不宜吃肉食品[J];中国体育科技;1988年10期
9 兴华;几种具有保健功能的衣服[J];纺织导报;1989年15期
10 周石 ,熊开宇;对肌肉疲劳过程中电——机械延迟变化规律的探讨[J];北京体育学院学报;1989年03期
11 张涛;;针刺后溪穴治疗登山后引起肌肉疲劳20例[J];上海针灸杂志;1989年04期
12 周克鼎;;体力损耗指数:肌肉疲劳试验新法[J];人民军医;1957年04期
13 周琳;;精神压力会致肌肉疲劳[J];建筑工人;2013年06期
14 钟思武;曲颖;李珏;贾宁;王建国;张雪艳;晏彩欣;徐擎;张曦;王忠旭;;模拟手工搬举作业局部肌肉疲劳相关代谢和炎性标志物研究[J];中国职业医学;2019年02期
15 郭鑫;于天源;周嫱;贾文端;马驰;陶艳红;;肌肉疲劳及肌肉损伤机制研究综述[J];中华中医药杂志;2016年07期
16 谈文博;包福全;;肌肉疲劳的成因及恢复[J];阴山学刊(自然科学);2013年02期
17 蔡关元;蔡东海;;肌肉疲劳与运动损伤中医调理方法[J];家庭中医药;2007年11期
18 刘素芬;;维生素D有助于缓解肌肉疲劳[J];山西老年;2014年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯湘梅;秦蒙;闵一建;;模糊熵理论在肌肉疲劳研究中的应用[A];中国超声医学工程学会成立30周年暨第十二届全国超声医学学术大会论文汇编[C];2014年
2 马治家;姚素英;;一种评定肌肉疲劳的方法[A];第一届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1993年
3 郑荣强;王予彬;;肌肉疲劳对膝关节本体感觉的影响[A];2009年中国运动医学与关节镜外科学术大会摘要[C];2009年
4 李培畅;刘昕;李霖;郭建中;;肌肉疲劳过程中超声传输频率响应研究[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年
5 袁慧仪;任能博;;利用脂肪酸结合蛋白及多种手法监控肌肉疲劳[A];2002年第9届全国运动医学学术会议论文摘要汇编[C];2002年
6 谭启涛;王岩;李增勇;张明;;基于近红外光谱血氧检测的肌肉疲劳评估[A];第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编[C];2018年
7 王熙;杨洋;孙晓乐;傅维杰;;神经-肌肉疲劳前后运动鞋对落地冲击的下肢生物力学影响[A];第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编[C];2018年
8 吴肖洁;时会娟;李翰君;刘卉;;不同压力弹力袜对青年女性穿高跟鞋步行时下肢关节负荷及肌肉疲劳的影响[A];第十七届全国运动生物力学学术交流大会论文摘要汇编[C];2014年
9 李秀荣;陆世添;张立;;NIRS测量的肌氧含量与EMG参数在肌肉疲劳时的变化及其内在联系[A];第七届全国体育科学大会论文摘要汇编(二)[C];2004年
10 卫青漫;赵爽;刘卉;;功率自行车座椅高度对腰部肌肉疲劳程度的影响[A];第十八届全国运动生物力学学术交流大会(CABS 2016)论文集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尚西亮;碳酸酐酶Ⅲ与肌肉疲劳之间的关系及其对疲劳消除作用的初步观察[D];复旦大学;2009年
2 余慧杰;具有生理学特性的高精度人体肌肉疲劳建模及其在手臂屈伸运动中的应用研究[D];复旦大学;2008年
3 苏雷曼 施查布(SOULEYMAN CHAIB);面向高分辨率图像场景分类的特征提取与选择研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
4 宋洪超;基于微波的乳腺癌检测算法研究[D];北京邮电大学;2018年
5 温柳英;多模态数据特征提取的粒计算方法研究与应用[D];西南石油大学;2017年
6 李文娟;基于局部特征提取的人脸识别方法研究[D];天津大学;2017年
7 王振宇;面向人脸识别的特征提取技术应用研究[D];东南大学;2016年
8 马丽红;复杂背景下人脸的定位和特征提取[D];华南理工大学;1999年
9 谢平;故障诊断中信息熵特征提取及融合方法研究[D];燕山大学;2006年
10 张绍武;基于支持向量机的蛋白质分类研究[D];西北工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓伟;基于运动信息监测的可穿戴系统研究[D];北京服装学院;2017年
2 马静云;康复运动中表面肌电信号分析方法研究[D];燕山大学;2015年
3 刘娜;肌肉疲劳收缩信号的盲分离研究[D];陕西师范大学;2013年
4 钟思武;工效学负荷与肌肉疲劳及其标志物研究[D];中国疾病预防控制中心;2019年
5 蒋文都;基于肌音信号非线性特征分析的静态肌肉疲劳研究[D];华东理工大学;2019年
6 马少卿;肌肉疲劳与超声衰减相关性研究[D];河北大学;2018年
7 杨天鹏;组合牵伸对场地自行车短距离项目女运动员肌肉疲劳恢复的影响[D];北京体育大学;2018年
8 林楠;休息时长对于负重超等长训练肌肉疲劳的影响[D];大连理工大学;2018年
9 闫正祥;基于sEMG信号的人体上肢动作识别与肌肉疲劳检测[D];北京工业大学;2018年
10 张春霞;sEMG技术下压缩裤对跑步中下肢肌肉疲劳的影响及阈值研究[D];东华大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 北京康比特运动营养研究所 孙凤华;“吃”掉肌肉疲劳[N];中国体育报;2008年
2 ;精神性疲劳是怎样产生的[N];大众科技报;2002年
3 本报记者 刘英赫;信号处理——IT产业的基石[N];中国电子报;2000年
4 施财霞;伏案久坐易伤身[N];民族医药报;2006年
5 陈关瑚;防“腰突”注意啥[N];医药养生保健报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978