面向肢体残疾的辅助智能穿戴系统的设计

来源：计算机技术与发展杂志2019年第07期北京时间：

作者：沈澍;';顾康;刘小雨

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。

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