面向下肢外骨骼的运动意图识别算法研究.docx

面向下肢外骨骼的运动意图识别算法研究

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.3国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.4研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

下肢外骨骼系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

2.1下肢外骨骼系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.2下肢外骨骼系统分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.3下肢外骨骼系统应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

运动意图识别算法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

3.1运动意图识别方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

3.2相关技术分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.3算法评价指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

面向下肢外骨骼的运动意图识别算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

4.1数据采集与预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

4.2特征提取方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

4.2.1时域特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

4.2.2频域特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.2.3空间特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.3模型选择与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.3.1传统机器学习模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.3.2深度学习模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.3.3混合模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.4算法实现与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

实验与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.1实验平台与环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.2数据集构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

5.3实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.3.1模型训练与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

5.3.2评价指标对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

5.4实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

结果讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

6.1模型性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

6.2影响因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

6.3算法改进与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

1.内容概括

本研究致力于开发和优化一种高效的运动意图识别算法，以提高下肢外骨骼辅助设备与用户之间交互的自然性和精确度。首先，本文综述了当前下肢外骨骼技术的发展现状及其在康复医学、助老助残等领