面向肢体残疾的辅助智能穿戴系统的设计

• 作者: 刘小雨 沈澍 顾康
• 来源期刊: 计算机技术与发展
• 学科: 工学
• 关键词: 微控制器 可穿戴设备 惯性检测单元 姿态融合 机械臂
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 应用开发研究
• 页码范围: 124-129
• 页数: 6页
• 分类号: TP391
• 字数: 3675字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-629X.2019.07.025

摘要

设计了一套智能穿戴系统,主要依靠惯性传感单元对人体手臂的姿态进行检测,从而控制机械臂能够同步做出人体手臂的动作,旨在帮助手臂残障的人士能如同正常人一般的生活.整个可穿戴式系统的设计以STMicroelectronics公司的微控制器作为核心,使用三轴加速度计和三轴陀螺仪对手臂的运动姿态进行检测,通过驱动六路数字舵机来实现机械臂与人体手臂动作的同步.在姿态融合部分,运用了基于TensorFlow的椭球面拟合方法对加速度计进行了校准,并且采用了基于四元数-梯度下降的方法来进行姿态角的融合计算,使系统能稳定地识别出当前手臂的运动姿态.在实验部分,针对系统搭建了相应的实验平台,对姿态融合模块性能和系统整体性能进行了测试,并对整个系统的实验结果进行总结和分析.