基于加速度传感器的位移计算与躯体姿态图形显示研究

摘要

随着信息技术的发展和物联网概念的提出，MEMS传感器的应用研究得到了非常广泛的关注。而随着MEMS加速度传感器在各类电子产品中的成功应用，围绕加速度传感器的应用和研究也成为一个热点。本文将应用视角放在人的躯体姿态上，基于加速度传感器进行躯体姿态的位移计算研究，并以位移计算所得的参数设计了躯体姿态图形显示界面。
　　 文章研究的主要内容如下：1、躯体姿态的加速度采集，研究内容包括躯体姿态加速度采集系统硬件平台的构成、采集系统的软件数据帧及负载格式、传感器在躯体的布置位置。2、躯体姿态加速度信号的位移积分处理，研究内容包括加速度信号的去趋势项及平滑等预处理、时域内的积分计算及产生误差后的结果修正、频域内的积分计算及频域分析。3、躯体姿态图形显示部分，研究内容包括躯体图形场景图的构建、躯体不同姿态下三轴向位移值到对应躯体姿态图形旋转变换参数的转换、插值器动态效果的实现，最终通过位移状态参数实现躯体图形动态显示。
　　 通过本文的研究，实现了以躯体姿态加速度为对象，基于时域与频域内积分的加速度到位移的转换计算，以及躯体姿态的图形动态显示，从而为医疗康复、教学评估等提供了一定的辅助手段，同时可以为行为数据与生理数据的数据融合提供一定的参考。