基于传感器数据的手臂动作识别与应用研究

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1、硕士学位论文基于传感器数据的手臂动作识别与应用研究ARMMOTIONRECOGNITIONANDAPPLICATIONBASEDONSENSORDATA张鑫哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP39学校代码：10213国际图书分类号：004密级：公开工学硕士学位论文基于传感器数据的手臂动作识别与应用研究硕士研究生：张鑫导师：姜守旭教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP393U.D.C:004Disser

2、tationfortheMasterDegreeinEngineeringARMMOTIONRECOGNITIONANDAPPLICATIONBASEDONSENSORDATACandidate：XinZhangSupervisor：Prof.ShouxuJiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofEngineeringSpeciality：ComputerScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnology

3、DateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在过去的研究中，手臂动作的识别多集中在计算机视觉领域，采用摄像头，智能眼镜等设备来捕捉获取动作的图像信息，进而对图像信息进行识别。而随着科学技术的发展，传感器设备的普及，动作识别也越来越多的采用传感器设备，原因在于传感器设备相比于摄像头等设备有着更方便，更便宜，产生数据量更小等优势。本文基于传感器数据来进行识别手臂动作，手臂动作按照复杂程度可以

4、分为两类，一类是简单手臂动作，另一类是复杂手臂动作，无论是简单手臂动作还是复杂手臂动作，都是由简单手臂动作构成的。根据这个特点，本文对手臂动作进行了定义，并且设计并实现了DTW+HMM分层识别方法来识别手臂动作。根据标准DTW+HMM分层识别方法，本文又提出了若干个改进方案，这些改进方案可以牺牲部分识别准确性，进而大幅度提高识别效率。因此用户可以根据不同的应用环境选择不同的方案，进而达到最好的效果。本文在上肢锻炼辅助应用和手机保护应用中进行了举例说明。最后，通过实验结果进行验证，研究了各改进方案对标准DTW+HMM分层识别方法识别结果

5、的影响，进而提出了改进DTW+HMM分层识别方法。通过实验对比了标准DTW+HMM分层识别方法，改进DTW+HMM分层识别方法，单一DTW方法，SVM方法以及DTW+DTW分层识别方法，得出结论，需要高识别准确率的应用环境可以采用标准DTW+HMM分层识别方法，需要高效率识别的应用环境可以采用改进DTW+HMM分层识别方法。关键词：传感器数据；手臂动作；DTW；HMM；分层识别I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthepaststudies,therecognitionofthearmmovementsaremorec

6、oncentratedinthefieldofcomputervision,theuseofcameras,smartglassesandotherdevicestocapturetheimageinformationtoobtainaction,andthentoidentifytheimageinformation.Andwiththedevelopmentofscienceandtechnology,thepopularityofsensordevices,actionrecognitionisalsomoreandmoreth

7、esensordevice.Thereasonisthatsensordevicescomparedtocamerasandotherequipmenthasamoreconvenient,cheaper,resultinginasmalleramountofdataandotheradvantages.Inthispaper,basedonsensordatatorecognizearmmovementsandarmmovementsaccordingtotheircomplexitycanbedividedintotwocateg

8、ories,oneissimplearmmovement,anotherkindiscomplexarmmovements,bothsimplearmmovementsorcomplexarmmovementsarefo