基于加速度传感器的人体能耗检测系统的设计与实现

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1、硕士学位论文（工程硕士）基于加速度传感器的人体能耗检测系统的设计与实现THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFHUMANENERGYCONSUMPTIONDETECTIONSYSTEMBASEDONACCELERATIONSENSORS贺志强哈尔滨工业大学2015年12月国内图书分类号：TP399学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于加速度传感器的人体能耗检测系统的设计与实现硕士研究生：贺志强导师：张春慨副教授申请学位：工程硕士学科：计算机技

2、术所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP399U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFHUMANENERGYCONSUMPTIONDETECTIONSYSTEMBASEDONACCELERATIONSENSORSCandidate:ZhiqiangHeSupervisor:AssociatePro

3、f.ChunkaiZhangAcademicDegreeAppliedfor:Master'sDegreeofEngineeringSpecialty:ComputerTechnologyAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要人体能耗检测在科学健身、体育训练、临床医疗

4、和运动减肥等领域有广泛应用，其目的是对人体能耗进行精确的量化和评估，协助提供科学有效的健康运动计划。智能手机作为一种新兴的信息化终端，具有丰富的软件应用及多种高精度传感器的集成，其中加速度传感器可以用于计算人体能耗，智能手机为长期检测和记录人体的运动能耗提供了良好的技术支撑。随着运动健身和科学健身的理念的进一步普及，基于智能手机平台的人体能耗检测系统，由于具有低成本、便携性、实时性和易用性等诸多传统能耗测量方法不具备的优点，已逐渐成为人体能耗检测领域中最热门的研究方向之一，本文所做的研究，具有非

5、常广阔的市场应用前景。本文在深入了解人体能耗检测的国内外研究现状后，首先研究了人体能耗检测的相关理论和算法、加速度传感器技术的研究和应用现状，以及基于加速度传感器进行能耗计算的可行性分析，并设计了智能手机上的加速度传感器数据的采集方案和数据预处理的具体方法；其次基于现有能耗算法存在的问题，提出了通过实时自动检测人体运动强度从而实现智能调整能耗计算方法的可行性方案，现有能耗算法主要存在能耗计算不准确、对手机的放置位置有要求和运动模式固定等问题，而现实环境中的人体运动充满着复杂性、多样性和不确定性，

6、现有能耗算法虽然在实验室条件下能达到较高的精度，却难以模拟真实环境下的复杂的人体运动，本文从运动力学的基础理论出发，首先构建了基于加速度传感器的人体能耗计算方程，然后提出了智能手机实时运动强度识别算法，最后将运动强度和人体身体特征指数这两个与人体能耗密切相关的参数融入到人体能耗计算方程，最终实现对不同运动强度下的人体能耗的实时和精确计算；最后本文实现了一套基于Android智能手机平台的人体运动能耗检测系统，功能包含用户管理、数据采集、能耗检测、运动计划制订、运动能耗分析和健康指导等功能。综上所

7、述，本文主要完成了基于加速度传感器的人体能耗检测系统，实现了在智能手机上的运动数据采集，运动能耗测量和分析，能耗数据的可视化展示。系统具有较高的测量精度、稳定性和设备兼容性，简单易用，能满足日常的人体能耗检测需求，具有较高的实用价值。关键词：加速度传感器；人体能耗检测；Andriod-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHumanbodyenergyconsumptiondetectioniswidelyappliedintheearesofscientificfitness,ph

8、ysicaltraining,clinicmedicineandexercise-inducedweightloss.It'saimedtoperformaccuratequantizationandevaluationtohumanbodyenergyconsumption,andassisttoprovidescientificandeffectivehealthysportsplan.Asanewlyemerginginformativeterminal,smartphoneisinteg