人體步態(tài)測量分析及實驗研究的開題報告

人體步態(tài)測量分析及實驗研究的開題報告開題報告一、選題背景人體步態(tài)是鑒別人的重要特征之一，在醫(yī)學(xué)、計算機科學(xué)、體育科學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。隨著科技的不斷發(fā)展，測量和分析人體步態(tài)的技術(shù)也逐步得到了提高和完善。人體步態(tài)測量和分析技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、康復(fù)，以及運動員的訓(xùn)練和競賽等領(lǐng)域。二、研究內(nèi)容本研究的主要內(nèi)容為利用計算機視覺技術(shù)對人體步態(tài)進行測量和分析，采用OpenCV庫，通過攝像機采集視頻圖像，使用圖像處理技術(shù)對人體的關(guān)節(jié)點進行檢測和跟蹤，分析從而獲得整個步態(tài)過程中人體的一些關(guān)鍵狀態(tài)，例如步態(tài)周期、步頻、步長等參數(shù)。同時，結(jié)合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，分析人體的空間位置和速度變化，進一步分析身體姿態(tài)的變化，獲得更多的人體步態(tài)信息。三、研究方法本研究將采用以下方法：1.人體關(guān)節(jié)點檢測和跟蹤采用OpenCV技術(shù)，利用攝像機采集人體行走時的視頻圖像，并對圖像進行預(yù)處理和濾波，通過算法檢測和跟蹤圖像中的人體關(guān)節(jié)點，得到步態(tài)過程中關(guān)節(jié)的狀態(tài)信息。2.空間位置和速度變化分析通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采集人體的運動數(shù)據(jù)，包括空間位置和速度變化等信息，進一步分析身體姿態(tài)的變化，幫助獲取更多的步態(tài)信息。3.步態(tài)參數(shù)計算和分析利用測量數(shù)據(jù)，計算人體步態(tài)的一些關(guān)鍵參數(shù)，例如步態(tài)周期、步頻、步長等，并進行詳細(xì)的分析和比較。四、研究意義本研究的主要意義在于：1.深入了解人體步態(tài)特征及其變化規(guī)律通過對人體步態(tài)的測量和分析，可以更深入地了解人體的步態(tài)特征及其變化規(guī)律，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供更加精細(xì)的數(shù)據(jù)支持。2.推廣和應(yīng)用本研究所使用的計算機視覺技術(shù)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可推廣至康復(fù)醫(yī)學(xué)、運動訓(xùn)練、電影等領(lǐng)域，對于提高相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和人類健康事業(yè)的貢獻有著積極的促進作用。五、預(yù)期結(jié)果預(yù)期的研究結(jié)果為：1.通過計算機視覺技術(shù)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采集到人體步態(tài)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。2.計算出步態(tài)周期、步頻、步長等參數(shù)，進一步進行詳細(xì)的分析和比較。3.深入了解人體步態(tài)特征及其變化規(guī)律，并有望對相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供更加精細(xì)的數(shù)據(jù)支持。六、研究計劃1.前期準(zhǔn)備：綜合閱讀相關(guān)文獻，學(xué)習(xí)OpenCV庫、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及其他相關(guān)技術(shù)，熟悉相關(guān)設(shè)備的操作使用，準(zhǔn)備必要的實驗設(shè)備及軟硬件環(huán)境。2.數(shù)據(jù)采集：利用攝像機和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)，記錄人體行走時的視頻圖像和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，通過程序進行處理和篩選。3.數(shù)據(jù)分析：采用相關(guān)軟件和編程工具進行數(shù)據(jù)分析，計算出步態(tài)周期、步頻、步長等參數(shù)，進一步進行詳細(xì)的分析和比較。4.結(jié)果展示：根據(jù)研究結(jié)果對人體步態(tài)特征進行展示和分析，并從理論和應(yīng)用兩個方面對研究結(jié)果進行探討和分析。七、進度安排本研究的進度安排如下：第一階段（1月-2月）：文獻綜述階段，收集文獻，熟悉相關(guān)技術(shù)；第二階段（3月-4月）：預(yù)備階段，準(zhǔn)備實驗設(shè)備、搭建軟硬件環(huán)境；第三階段（5月-7月）：數(shù)據(jù)采集階段，采集人體步態(tài)數(shù)據(jù)；第四階段（8月-9月）：數(shù)據(jù)處理與分析階段，利用相關(guān)軟件和編程工具進行數(shù)據(jù)計算、處理和分析；第五階段（10月-11月）：結(jié)果展示和論文撰寫階段，對研究結(jié)果進行展示和分析，撰寫論文。八、參考文獻[1]ShuL,ZhangD,ZhangX.Humangaitrecognitionwithspatial-temporaltemplatesandlocalfeatures[J].IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence,2017,39(5):1042-1055.[2]ZhangD,ShuL,LiuY.HumangaitrecognitionwithtrainableCOSFIREfilters[J].IEEETransactionsonInformationForensics&Security,2016,11(12):2615-2628.[3]ZengW,ShuL,LiangJ.Gaitrecognitionwithmultipleuncalibratedcamerasusinganextendedco-occurrencematrix[C]//InternationalConferenceonImageandGraphics.SpringerInternationalPublishing,2016:437-448.[4]LvS,ZhangJ,QiC,etal.A