基于傳感設(shè)備的人體健康數(shù)據(jù)可視化研究.pdf

1、近年來，隨著人們對健康需求的提升，面向用戶的人體健康數(shù)據(jù)可視化服務(wù)引起越來越多研究者的關(guān)注?？梢暬夹g(shù)是將抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，抽象數(shù)據(jù)能夠以三維模型的方式顯示于電腦屏幕，便于用戶進(jìn)行交互處理，豐富了信息的表達(dá)方式。健康數(shù)據(jù)可視化主要分為模型化和圖表化，本文將以人體活動時(shí)關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù)為研究對象做具體實(shí)現(xiàn)。
　　首先，本文針對人體關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù)

2、，結(jié)合系統(tǒng)測量所需，建立了對應(yīng)的人體運(yùn)動模型和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過傳感器測量獲取到人體關(guān)節(jié)姿態(tài)角后，基于可視化技術(shù)在上位機(jī)界面復(fù)現(xiàn)三維人體姿態(tài)，方便對使用者的日?；顒舆M(jìn)行觀測與監(jiān)護(hù)。此外對基于姿態(tài)角的數(shù)據(jù)處理與分析做了簡要概述，提取常見活動的動作特征進(jìn)行分類識別，對人體運(yùn)動的相關(guān)參數(shù)做分析計(jì)算，用以評估人體的運(yùn)動狀況。
　　其次，本文基于ZigBee傳感網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MPU6050傳感器和CC2530的體域網(wǎng)系統(tǒng)以獲取人體

3、運(yùn)動時(shí)多關(guān)節(jié)的姿態(tài)角數(shù)據(jù)，系統(tǒng)包含各類節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，選定綁帶用于系統(tǒng)的穿戴，實(shí)現(xiàn)了獲取人體運(yùn)動時(shí)多個(gè)關(guān)節(jié)姿態(tài)角數(shù)據(jù)的需求。
　　再次，本文在上位機(jī)構(gòu)建可視化軟件平臺，對體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理與顯示，主要包括基于MFC的可視化界面和基于Matlab的數(shù)據(jù)分析處理?？梢暬缑姘〝?shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)庫的寫入與查詢功能和圖表顯示功能。在OpenGL顯示的虛擬環(huán)境中，添加了人體骨骼模型，根據(jù)體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系

4、統(tǒng)上發(fā)的姿態(tài)角數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)復(fù)現(xiàn)人體姿態(tài)。數(shù)據(jù)處理方面，根據(jù)人體日常運(yùn)動時(shí)人體姿態(tài)角可以表征運(yùn)動特征，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對姿態(tài)角數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可識別四種日常人體活動;同時(shí)可以通過姿態(tài)角計(jì)算行走路程，對人體的運(yùn)動狀況進(jìn)行基本的評估。整體MFC界面添加用戶交互及響應(yīng)的功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的二維圖表顯示和人體姿態(tài)角動態(tài)可視化顯示功能。
　　最后，本文基于體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和上位機(jī)軟件平臺進(jìn)行了聯(lián)調(diào)測試和實(shí)驗(yàn)，包括體域網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的性能測試實(shí)驗(yàn)和上