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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:馬依璇
研究生(外文):Yi -HSUAN Ma
論文名稱:穿戴裝置動態軌跡曲線演算法設計
論文名稱(外文):An Algorithm Design for Activity Detecting by using Wearable Device
指導教授:陳永芳陳永芳引用關係
指導教授(外文):Yung -Fang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:通訊工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:穿戴裝置
外文關鍵詞:Wearable Device
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本篇論文運用利用加速器與陀螺儀以數位輸出的方式分別取出加速器ax,ay,az三軸的G重力值及陀螺儀gx,gy,gz三軸的慣性值總計取得的六軸原始資料做為演算法的運算基值。
藉由不同的演算法可轉換為有效判定資料的型式如旋轉矩陣、四元數(quaternion)、歐拉角 (Euler Angle forma)等數學公式結果,依據結果分析姿勢識別、滾動、快速下降動作感應、觸擊感應、搖動感應等手部運動中的動態行為,描述成運動軌跡的動作姿態,予以紀錄。
The purpose of this thesis is to use the accelerator and the gyroscope to digital output, the gravitational values of the three axes of the accelerator ax, ay, az and the inertia values of the gyroscope gx, gy and gz. Also, the primitive data, which have six component values, are taken on the basis of the algorithm.
The different algorithms can be applied to converting the data into the recognizable and deterministic patterns, such as rotation matrix, quaternion, (Euler Angle forma) in terms of other mathematical formula results. According to the results, we may analyze posture detection, rolling, rapid drop action induction, touching induction, shaking induction, and other dynamic movement in the hand movement, such that these are described as the trajectory of the movement trajectory. They are recorded as each sample at a time, and the record contains the continuous azimuth data for the three axis surfaces of the yaw, the pitch, and the roll of angle.
摘 要 i
Abstract ii
誌 謝 iv
目 錄 v
圖 目 錄 viii
表 格 目 錄 ix
第一章 緒 論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 論文架構 2
1.4 文獻探討 3
第二章 研究內容及方法 4
2.1 前言 4
2.2數據取樣方法 4
2.2.1 微機電系統 4
2.2.2 六軸傳感器MPU6050介紹 5
2.2.3 線性加速量測---加速度計 7
2.2.4 傾斜及慣性角度量測---陀螺儀 8
2.3硬體系統架構 10
第三章 演算法描述 13
3.1 前言 13
3.2 演算法數學表示方式 13
3.2.1四元數 13
3.2.2歐拉角 17
3.2.3旋轉矩陣 18
3.2.4四元數的運算及歐拉角轉換 19
3.2.5程式轉換的姿態控制運算 20
第四章 實驗結果及數據分析 26
4.1 前言 26
4.2 走路手擺動律動紀錄與分析 26
4.2.1取樣方法 26
4.2.2數據分析 27
4.3 高爾夫球手勢打擊紀錄與分析 28
4.3.1取樣方法 28
4.3.2數據分析 37
第五章 結論 40
5.1 結論 40
5.2 未來應用 40
參考文獻 41
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[16]李仁貴,陳安,鄭文典編著,使用Android Studio開發,穿戴式生醫量測原理與實驗, 修訂初版. 全華科技圖書股份有限公司, 2017,3 ISBN 978-986-463-481-1.
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