#61548; 基于足底压力分布测量的健身动作完成质量评判系统开题报告

 2021-08-14 02:50:00

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着信息时代的飞速发展，为了适应现代社会的需求，人类在智能化生活领域的探索也加快了步伐。智能化的基础就是感应和识别能力。随之诞生了视觉类传感技术和触觉类传感技术。近三十年来，触觉传感技术有了重大的进步。2000

年以后，在新技术出现并且走向成熟的前提下，传感器的敏感元件可以制作的更加小巧，传感器的制作也偏向小型化、集成化，并且向着智能化和系统化的放下发展。并且在微机械加工和微米、纳米技术高速发展的背景下传感器在传统的传感器发展之上有了进一步的提升，加速了新型产品的设计与大规模生产。国内对触觉传感器的研究比较晚。2002 年， 南京航空航天大学自动化学院研究人员采用光波导原理设计出能检测三维力的触觉传感器。重庆大学光电技术与系统实验室也研制了一种压电式四维力触觉传感器。除此之外，中科院合肥智能机械研究所、中国科学技术大学、合肥工业大学等都对触觉传感器进行了深入研究。

随着现在社会的进步，人类对精神领域的最求也在向着更方便、更科学、更健康的方向发展。人类对养身和健身的需求越来越大，健身运动既能使人身体更加强壮，也能使人的精神面貌焕然一新。在很多的健身运动项目中，运动员的运动技术动作与足底和地面接触力分布有着密切的关系，如举重，体操运动和跳绳等。如果能够知道规范的此类健身运动和足底与地面接触压力分布和大小的关系，那么就可以对健身运动的规范性和健身动作完成质量进行有效的评估，从而提升健身效率。本次设计通过对健身运动时足底压力分布的测量，对健身运动的完成质量进行评判，让健身运动员及时了解自身运动动作是否规范，从而也避免因不规范动作带来的肌肉或骨骼的损伤。国内外在对足底压力分布上都有较多的研究。如德国Novel公司的Pedar-X鞋垫式足底压力测试系统用于测量行走过程足底压力分布情况。而本次设计旨在通过对足底压力分布进行系统分析，从而设计出健身动作完成质量的评判标准。

2. 研究的基本内容与方案

1. 基本内容

本项目研究主要包括以下内容：

（1）硬件电路的设计：分别对数据采集系统和数据处理系统以及最终显示评判结果的显示的硬件电路各模块的设计进行详细的介绍，其中包括传感器的选择、ad 转化模块、单片机的选择、信息接收部分、串口通信模块和显示部分等。

（2）系统软件的实现：包括数据采集的程序设计，单片机数据处理与数据传输的程序设计，最后是用户数据接受和评判结果显示部分的程序设计。

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3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的相关软件及知识方案完成开题报告。

第4－7周：查阅相关参考文献，进行硬件平台的搭建，学习java编程软件。

第8－11周：合理设计实验，利用硬件平台和android平台进行验证。

第12－14周：完成并修改毕业论文。

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4. 参考文献（12篇以上）

[1] georg ogris, matthias kreil, paul lukowicz“using fsr based muscule activity monitoring to recognize manipulative arm gestures“embedded systems lab (esl), university of passau, 1-4244-1453-9/07/$25.00 2007 ieee.

[2] sang-chan moon, chae-hyeuk lee and soon-geul lee“a study of knee brace locking timing and walking pattern detected from an fsr and knee joint angle “department of electrical engineering, kyunghee university, yongin, 446-701, korea，oct. 26-29, 2011 in kintex.

[3] dr. n. k. rana“application of force sensing resistor (fsr) in design of pressure scanning system for plantar pressure measurement“department of instrumentation engineering, rajiv gandhi institute of technology,andheri (w), mumbai-400053, india. 2009 second international conference on computer and electrical engineering.

[4] kalkundri praveen, hansraj guhilot, member, ieee“fpga implementation of contactless position sensor using fsr (force sensing resistor)“international conference on communication and signal processing, april 3-5, 2013, india.

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