运动数据的获取方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，研究人员一直以来都在寻找一种最有效、最便捷的方法来记录人体的运动数据，一般通过某种方式跟踪人体的运动，获取人体运动时的重要特征。基于图像分析的识别方法能够通过图像和视频清晰地看见人体的运动过程，准确性高，但该方法对设备和成本要求较高，应用场景特殊且因设备比较笨重而不便携带，同时产生的图像或者视频所需存储空间较大，无法保证数据能有效的进行优先或者无线传输。另一种方法是使用集成有传感器的便携式采集器获取人体运动时的信号数据。相比于其他方法，便携式采集器有着一些明显的优势。首先，它不受环境的约束。由于集成加速度传感器的设备体积都比较小，可方便佩戴于用户身体的各个部位，从而获取用户运动时的详细数据，而完全不用考虑外界环境的限制和影响，也不用考虑其他辅助设备，更不需要有人进行监督。因此用户完全可以按照自己平时的生活习惯自由活动，而不用考虑会受到其他外界因素的影响，这种情况下获取的数据将更能反映出真实的运动场景，训练出来的识别魔性也更适用于日常生活。而且，这种方法成本低，相比于基于图像视频的方法需要昂贵的摄像设备，该方法只是采用廉价的加速度传感器集成于嵌入式设备、手机等手持设备中。能满足要求的加速度传感器一般几十元不等，改设备不仅价格便宜，而且体积小、灵敏度高、功耗低。

这些年，虽然对人体运动数据的采集方法主要集中在使用基于图像视频的分析方法，但基于以上的优势，运动传感器逐渐微型化、智能化、低成本化，在人体跌倒检测、运动检测、倾斜检测等多个方面得到了广泛的应用。

此外，基于加速度传感器的人体运动数据获取正在逐渐成为计算机领域中新兴且活跃的研究方向之一，越来越多的研究人员通过使用加速度传感器在实验环境和自然生活环境中监测人体的运动状态。目前该方向的研究还处于初级发展阶段，涉及了多个方面的知识:传感器、传输技术、信号处理等。一般的基于加速度传感器的数据采集系统包括三大部分:数据采集、数据传输和数据接收。数据采集即通过佩戴在人体上的加速度传感器采集人体运动时所产生的加速度信号，加速度传感器可集成在嵌入式设备、手机或pda等设备中。数据传输则是通过无线传输或其他传输方式将所获取的加速度信号传送到pc端或移动设备中。数据接收就是在pc端或移动设备中通过上位机软件获取和存储所接收到的数据，同时保持与采集器之间进行无间断的通信。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

针对基于加速度传感器的人体运动数据的获取，以羽毛球的挥拍动作为研究对象，通过佩戴在物体上的加速度传感器采集人体运动时所产生的加速度信号，并通过无线传输或其他传输方式将所获取的加速度信号传送到单片机中。通过单片机获取和存储所接收到的数据，同时保持与采集器之间进行无间断的通信。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1、研究加速度传感器的工作原理和通信方式；

2、研究蓝牙的配对方式和数据传输方法；

4. 参考文献

[1]lilienthal a., reimann d., zell a.. gas source tracing with a mobile robot using an adapted moth strategy[m], autonome mobile systeme, 2003. springer,berlin,heidelberg, 2003: 150-160

[2]h. ishida, t. nakamoto, and t. moriizumi. gas/odor plume tracing robot, sensor update, vol. 6, no. 1, pp, 397-418, nov. 1999

5. 计划与进度安排

1、2022年1月5日-2022年2月1日，阅读参考文献，写出开题报告。

2、2022年2月2日-2022年3月1日，拿出设计的初步方案，并论证。