基于无线体域网的人体姿态识别算法研究

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1、分类号：ＴＮ９１１．７单位代码：１０１８３研究生学号：２０１３巧２０７０密级；公开參吉林大聲硕古学位论文樂术学位（）基于无线体域网的人体姿态识别算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＨｕｍａｎＢｏｄｙＰｏｓｔｕｒｅＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉ化ｍ巨ａｓｅｄｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＢｏｄＡ巧ａＮｅｔｗｏｒｋｙ作者姓名：王瓣专业：信号与信息处理研究方向：无线体域网中的人体姿态识别算法研究指导教师：葫封哗教授培养单位：通信工程学院２０１６年６月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论

2、文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下。，独立进行研究工作所取得的成果除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；

3、日期：＞／会年会月＞日７基于无线体域网的人体姿态识别算法研究ResearchonHumanBodyPostureRecognitionAlgorithmBasedonWirelessBodyAreaNetwork作者姓名：王璐专业名称：信号与信息处理指导教师：胡封晔教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月4日基于无线体域网的人体姿态识别算法研究摘要随着现代社会的发展进步和人们生活方式的转变。老龄化和年轻人久坐不动越来越成为焦点问题。常年卧床的老人，办公室里面对电脑的白领都在被一些慢性病困扰。但是由于快节奏的生活和医疗资源的匮乏，慢性病和一些间歇性发作

4、的疾病往往被忽略。一种能够随身携带的，体积小巧的，不对运动带来负担的小型医疗检测和记录设备应运而生。无线体域网（WBAN,WirelessBodyAreaNetwork）作为无线传感器网络（WSN,WirelessSensorNetworks）在医疗方面的应用日益成为研究的热门领域。不仅在医疗检测设备方面有重要的应用，同时在娱乐，军事，身份认证和航空航天领域都有广泛的应用价值。但是这样一个具有应用价值的技术领域，仍然存在一系列技术难题并未攻克。特别是由于WBAN的载体是高动态性的人体，复杂多变的人体姿态使WBAN的通信变得复杂。所以研究使用于无线体域网的人体姿态

5、识别算法和相应的人体姿态信号采集系统具有重要的理论价值和实际应用价值。本人所做工作主要概括为以下三方面：第一，组建人体姿态识别实验系统，建立验证人体姿态识别算法的数据集。提取WBAN中人体姿态信号特点，比较并选择适合WBAN中人体姿态识别问题的数据预处理方法、矩阵降维方法、姿态识别方法。通过对人体姿态信号特点的学习，提取并选择姿态信号的特征序列。研究微机电系统(MEMS，Micro-electro-mechanicalSystems）传感器的工作方式与信号采集方式，选择合适的传感器类型组建人体姿态识别实验采集系统。并针对不同年龄和身材的实验者，进行实验并记录数据

6、，建立验证人体姿态识别算法的姿态数据库。第二，提出一种基于无线体域网的人体姿态多级分层识别算法。该算法对姿态信号进行预处理，滤出异常值并抽样之后，提取并选择姿态信号具有姿态标识的特征信号，仅用三层判定条件准确将5种姿态信号进行识别。并通过设定参数提高识别率的过程，发现阈值设定规则和识别率的关系。第三，提出一种基于BP（backpropagation）神经网络的人体姿态多级分层识别算法。在分析并总结基于无线体域网的人体姿态多级分层识别算法的不足过I程中，发现算法需要人为进行提取和选择姿态信号的特征序列，所以设计一种有效减少人为工作的算法。BP神经网络作为人体姿态信

7、号的分类器，在提高姿态识别率的同时，提高了网络的鲁棒性。通过仿真实验，讨论并总结了网络中参数和网络结构与姿态识别率的关系。本文主要工作为解决WBAN的人体姿态识别问题提供了新的方法。提出将BP神经网络应用至无线体域网中的人体姿态识别问题中，行之有效的提高姿态识别率，并且增加人体姿态识别算法的鲁棒性。上述两种算法为无线体域网的后续研究奠定了基础。关键词：无线体域网，人体姿态识别，加速度传感器，神经网络IIResearchonHumanBodyPostureRecognitionAlgorithmBasedonWirelessBodyAreaNetworkABSTR

8、ACTWiththede