19、提升膝关节角度测量精度的方法探索

提升膝关节角度测量精度的方法探索

在当今科技领域，集成电路的飞速发展促使各类系统与其他技术深度融合，为解决人体运动学中的诸多难题带来了新的契机。特别是在膝关节角度测量方面，将Kinect光学传感器与IMU传感器相结合的系统，展现出了巨大的潜力。本文将详细介绍这一系统的相关研究，包括材料与方法、实验结果及讨论等内容。

1. 材料与方法

该系统主要涉及数据采集、系统校准、角度测量、信号预处理以及数据融合等多个环节，以下是具体介绍：
- 数据采集
- 受试者选择 ：选取4名年龄在18 - 28岁之间的健康受试者，记录他们的膝关节屈曲运动数据，同时收集社会人口统计学变量和人体测量学变量。
- 运动执行 ：受试者进行膝关节屈曲运动（深蹲），分别在额状面和矢状面进行25次重复运动，运动角速度控制在250 - 400 grad/s范围内，并由专业人员进行监督。
- 测量对比 ：采用测角法作为对比测量技术，使用PSPP 4.0统计工具进行数据分析，评估Kinect、IMU以及Kinect + IMU三种测量方法的可靠性和一致性。
- 数据记录 ：使用固定高度为1.5米、距离受试者2.1米的Kinect传感器记录左下肢髋关节、膝关节和踝关节的坐标数据；IMU系统由Arduino处理单元、两个MPU6050传感器和HC - 06蓝牙模块组成，记录髋关节 - 膝关节和膝关节 - 踝关节之间的角度数据。

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