风机叶片位姿监测系统设计

这是一篇关于姿态解算,SSM框架,STM32,无线通信,GPS定位的论文, 主要内容为随着世界能源危机加剧和环境污染日趋严重,风力发电作为一种清洁的新能源在世界范围内得到广泛应用。风机叶片是整个发电机组的核心部分,其关系着捕捉风能的多少。因此风机叶片大型化发展趋势十分明显,与此同时给风机叶片在崎岖山路中的运输造成困难,一旦出现滑落侧翻,损失巨大。此外,风机叶片运输车的调度情况也需要进行实时监控。鉴于上述要求,本论文设计开发了一款针对在运输过程中风机叶片位姿状态的监测管理系统。本系统基于相关功能需求主要分为车载终端与监测平台两部分。车载终端以STM32处理器为核心,结合MPU6050传感器、GPS定位模块和EC200S通信模块实现了GPS数据获取与解析、姿态角解算、数据打包与发送、远程服务器通信等功能。对于姿态角解算,本论文采用基于EKF的四元数姿态解算算法,结合实际数据并建模,在Matlab中完成了仿真验证,最后编入处理器姿态解算程序中。还对Flash进行内存管理程序设计,利用Flash缓存和更新位姿数据,避免因信号微弱导致与服务器断连致使数据缺失。监测平台采用SSM框架技术进行开发,结合MySQL数据库和Navicat for My SQL可视化数据库操作环境进行数据库构建与开发,最后将整个监测平台部署在云服务器上。首先对监测平台进行功能需求分析并设计整体功能结构、逻辑结构和技术架构。其次进行数据库设计,建立数据之间的E-R关系表与存储相关信息的数据表。然后实现监测平台各功能模块要求,包括用户登录、实时监控、轨迹复现、后台管理、信息显示、姿态报警等功能。另外还对轨迹数据进行预处理,采用轨迹优化算法来过滤获取GPS数据中的漂点,并在监测平台复现轨迹进行验证。最后对整个监测系统各个功能模块进行调试验证,确保监测系统满足相关功能需求。在学校进行功能测试,实现了位置的实时定位、轨迹复现、轨迹优化和姿态显示等相关功能。

风机叶片位姿监测系统设计

这是一篇关于姿态解算,SSM框架,STM32,无线通信,GPS定位的论文, 主要内容为随着世界能源危机加剧和环境污染日趋严重,风力发电作为一种清洁的新能源在世界范围内得到广泛应用。风机叶片是整个发电机组的核心部分,其关系着捕捉风能的多少。因此风机叶片大型化发展趋势十分明显,与此同时给风机叶片在崎岖山路中的运输造成困难,一旦出现滑落侧翻,损失巨大。此外,风机叶片运输车的调度情况也需要进行实时监控。鉴于上述要求,本论文设计开发了一款针对在运输过程中风机叶片位姿状态的监测管理系统。本系统基于相关功能需求主要分为车载终端与监测平台两部分。车载终端以STM32处理器为核心,结合MPU6050传感器、GPS定位模块和EC200S通信模块实现了GPS数据获取与解析、姿态角解算、数据打包与发送、远程服务器通信等功能。对于姿态角解算,本论文采用基于EKF的四元数姿态解算算法,结合实际数据并建模,在Matlab中完成了仿真验证,最后编入处理器姿态解算程序中。还对Flash进行内存管理程序设计,利用Flash缓存和更新位姿数据,避免因信号微弱导致与服务器断连致使数据缺失。监测平台采用SSM框架技术进行开发,结合MySQL数据库和Navicat for My SQL可视化数据库操作环境进行数据库构建与开发,最后将整个监测平台部署在云服务器上。首先对监测平台进行功能需求分析并设计整体功能结构、逻辑结构和技术架构。其次进行数据库设计,建立数据之间的E-R关系表与存储相关信息的数据表。然后实现监测平台各功能模块要求,包括用户登录、实时监控、轨迹复现、后台管理、信息显示、姿态报警等功能。另外还对轨迹数据进行预处理,采用轨迹优化算法来过滤获取GPS数据中的漂点,并在监测平台复现轨迹进行验证。最后对整个监测系统各个功能模块进行调试验证,确保监测系统满足相关功能需求。在学校进行功能测试,实现了位置的实时定位、轨迹复现、轨迹优化和姿态显示等相关功能。

风机叶片位姿监测系统设计

这是一篇关于姿态解算,SSM框架,STM32,无线通信,GPS定位的论文, 主要内容为随着世界能源危机加剧和环境污染日趋严重,风力发电作为一种清洁的新能源在世界范围内得到广泛应用。风机叶片是整个发电机组的核心部分,其关系着捕捉风能的多少。因此风机叶片大型化发展趋势十分明显,与此同时给风机叶片在崎岖山路中的运输造成困难,一旦出现滑落侧翻,损失巨大。此外,风机叶片运输车的调度情况也需要进行实时监控。鉴于上述要求,本论文设计开发了一款针对在运输过程中风机叶片位姿状态的监测管理系统。本系统基于相关功能需求主要分为车载终端与监测平台两部分。车载终端以STM32处理器为核心,结合MPU6050传感器、GPS定位模块和EC200S通信模块实现了GPS数据获取与解析、姿态角解算、数据打包与发送、远程服务器通信等功能。对于姿态角解算,本论文采用基于EKF的四元数姿态解算算法,结合实际数据并建模,在Matlab中完成了仿真验证,最后编入处理器姿态解算程序中。还对Flash进行内存管理程序设计,利用Flash缓存和更新位姿数据,避免因信号微弱导致与服务器断连致使数据缺失。监测平台采用SSM框架技术进行开发,结合MySQL数据库和Navicat for My SQL可视化数据库操作环境进行数据库构建与开发,最后将整个监测平台部署在云服务器上。首先对监测平台进行功能需求分析并设计整体功能结构、逻辑结构和技术架构。其次进行数据库设计,建立数据之间的E-R关系表与存储相关信息的数据表。然后实现监测平台各功能模块要求,包括用户登录、实时监控、轨迹复现、后台管理、信息显示、姿态报警等功能。另外还对轨迹数据进行预处理,采用轨迹优化算法来过滤获取GPS数据中的漂点,并在监测平台复现轨迹进行验证。最后对整个监测系统各个功能模块进行调试验证,确保监测系统满足相关功能需求。在学校进行功能测试,实现了位置的实时定位、轨迹复现、轨迹优化和姿态显示等相关功能。

基于体感网的人体运动智能分析系统的设计与实现

这是一篇关于体感网,九轴运动传感器,姿态解算,动作捕捉,运动分析与评价的论文, 主要内容为随着国内体育领域需求的日益增长和电子信息技术的飞速进步,设计与制作一套便携的性能优良的低成本智能人体运动分析系统具有重要的学术研究意义与实际应用价值。针对现有的人体运动分析系统中存在的功能单一、操作复杂、续航较短以及价格昂贵等问题,本文以设计便携、高续航、低成本与功能全面的人体运动分析系统为目标,开发与实现了基于体感网的人体运动智能分析系统。本文的主要研究内容如下:(1)设计与实现了基于WIFI无线网络的体感网系统。在嵌入式硬件方面,本文设计了运动敏感节点的电路图与PCB板图并制作实物。在嵌入式软件方面,本文根据最小二乘法等算法分别对加速度计、陀螺仪与磁力计的测量数据进行校准,基于校准数据使用梯度下降算法完成姿态解算与数据融合。随后,完成路由通信节点的方案选型,在该节点建立的无线局域网络内,使用MQTT协议作为上位机与各运动敏感节点之间的通信协议。通过测试,验证了运动敏感节点采集与处理的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力值与解算的载体姿态角等数据的精度较高。此外,运动敏感节点的运动数据与上位机的控制指令等信息可通过MQTT协议被高速且可靠地传输。运动敏感节点在测试中的工作续航可达三小时左右,较为理想。整体系统的硬件体积较小,便于携带。最后,整套体感网系统都选用了高性价比的软硬件设计方案,系统的制造成本相对较低。(2)设计与实现了与体感网系统配套的上位机智能人体运动分析软件。用户可以使用该软件对整体系统的软硬件功能进行统一的管理以及采集、分析与评价自身运动数据。软件后端基于Spring Boot框架实现,包含系统通信、运动数据的采集与记录、人体运动的分析与评价等功能。此外,软件可以通过人体运动数据建立BVH文件并调用Open GL接口实现人体运动可视化。软件后端引入了多线程策略以避免出现通信阻塞。软件前端基于Vue框架实现,根据后端的功能模块化地搭建了相应的前端界面。同时,针对不同运动类型,软件可以使用后端运动数据库中对应的运动分析与评价算法进行处理,该软件的运动分析功能的泛化能力较强。测试结果表明,软件的各项操作简单且便捷,用户可以流畅地与软件前端界面交互来使用整体系统的各项软硬件功能。(3)基于本文的系统完成对高尔夫球运动的分析与评价。依据规范的数据采集流程,建立专业高尔夫球运动数据集。根据高尔夫球挥杆运动的特点将挥杆过程分为四个阶段。针对经过巴特沃斯软件滤波、特征提取与PCA算法降维之后的挥杆运动数据,本文提出了一种改进的GOLF-Light GBM算法对挥杆的四个阶段进行分类。随后,结合分类结果与运动学特点提出高尔夫球运动的6个类型共14个量化评价指标并设计了组合赋权评价模型建立高尔夫球运动的综合评价模型。实验结果表明,本文的GOLFLight GBM算法在挥杆过程分类任务中的性能表现理想,且本文的高尔夫球挥杆运动评价模型可以给用户提供可靠的运动分析与评价结果,为运动训练提供新的思路。

基于体感网的人体运动智能分析系统的设计与实现

这是一篇关于体感网,九轴运动传感器,姿态解算,动作捕捉,运动分析与评价的论文, 主要内容为随着国内体育领域需求的日益增长和电子信息技术的飞速进步,设计与制作一套便携的性能优良的低成本智能人体运动分析系统具有重要的学术研究意义与实际应用价值。针对现有的人体运动分析系统中存在的功能单一、操作复杂、续航较短以及价格昂贵等问题,本文以设计便携、高续航、低成本与功能全面的人体运动分析系统为目标,开发与实现了基于体感网的人体运动智能分析系统。本文的主要研究内容如下:(1)设计与实现了基于WIFI无线网络的体感网系统。在嵌入式硬件方面,本文设计了运动敏感节点的电路图与PCB板图并制作实物。在嵌入式软件方面,本文根据最小二乘法等算法分别对加速度计、陀螺仪与磁力计的测量数据进行校准,基于校准数据使用梯度下降算法完成姿态解算与数据融合。随后,完成路由通信节点的方案选型,在该节点建立的无线局域网络内,使用MQTT协议作为上位机与各运动敏感节点之间的通信协议。通过测试,验证了运动敏感节点采集与处理的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力值与解算的载体姿态角等数据的精度较高。此外,运动敏感节点的运动数据与上位机的控制指令等信息可通过MQTT协议被高速且可靠地传输。运动敏感节点在测试中的工作续航可达三小时左右,较为理想。整体系统的硬件体积较小,便于携带。最后,整套体感网系统都选用了高性价比的软硬件设计方案,系统的制造成本相对较低。(2)设计与实现了与体感网系统配套的上位机智能人体运动分析软件。用户可以使用该软件对整体系统的软硬件功能进行统一的管理以及采集、分析与评价自身运动数据。软件后端基于Spring Boot框架实现,包含系统通信、运动数据的采集与记录、人体运动的分析与评价等功能。此外,软件可以通过人体运动数据建立BVH文件并调用Open GL接口实现人体运动可视化。软件后端引入了多线程策略以避免出现通信阻塞。软件前端基于Vue框架实现,根据后端的功能模块化地搭建了相应的前端界面。同时,针对不同运动类型,软件可以使用后端运动数据库中对应的运动分析与评价算法进行处理,该软件的运动分析功能的泛化能力较强。测试结果表明,软件的各项操作简单且便捷,用户可以流畅地与软件前端界面交互来使用整体系统的各项软硬件功能。(3)基于本文的系统完成对高尔夫球运动的分析与评价。依据规范的数据采集流程,建立专业高尔夫球运动数据集。根据高尔夫球挥杆运动的特点将挥杆过程分为四个阶段。针对经过巴特沃斯软件滤波、特征提取与PCA算法降维之后的挥杆运动数据,本文提出了一种改进的GOLF-Light GBM算法对挥杆的四个阶段进行分类。随后,结合分类结果与运动学特点提出高尔夫球运动的6个类型共14个量化评价指标并设计了组合赋权评价模型建立高尔夫球运动的综合评价模型。实验结果表明,本文的GOLFLight GBM算法在挥杆过程分类任务中的性能表现理想,且本文的高尔夫球挥杆运动评价模型可以给用户提供可靠的运动分析与评价结果,为运动训练提供新的思路。

风机叶片位姿监测系统设计

这是一篇关于姿态解算,SSM框架,STM32,无线通信,GPS定位的论文, 主要内容为随着世界能源危机加剧和环境污染日趋严重,风力发电作为一种清洁的新能源在世界范围内得到广泛应用。风机叶片是整个发电机组的核心部分,其关系着捕捉风能的多少。因此风机叶片大型化发展趋势十分明显,与此同时给风机叶片在崎岖山路中的运输造成困难,一旦出现滑落侧翻,损失巨大。此外,风机叶片运输车的调度情况也需要进行实时监控。鉴于上述要求,本论文设计开发了一款针对在运输过程中风机叶片位姿状态的监测管理系统。本系统基于相关功能需求主要分为车载终端与监测平台两部分。车载终端以STM32处理器为核心,结合MPU6050传感器、GPS定位模块和EC200S通信模块实现了GPS数据获取与解析、姿态角解算、数据打包与发送、远程服务器通信等功能。对于姿态角解算,本论文采用基于EKF的四元数姿态解算算法,结合实际数据并建模,在Matlab中完成了仿真验证,最后编入处理器姿态解算程序中。还对Flash进行内存管理程序设计,利用Flash缓存和更新位姿数据,避免因信号微弱导致与服务器断连致使数据缺失。监测平台采用SSM框架技术进行开发,结合MySQL数据库和Navicat for My SQL可视化数据库操作环境进行数据库构建与开发,最后将整个监测平台部署在云服务器上。首先对监测平台进行功能需求分析并设计整体功能结构、逻辑结构和技术架构。其次进行数据库设计,建立数据之间的E-R关系表与存储相关信息的数据表。然后实现监测平台各功能模块要求,包括用户登录、实时监控、轨迹复现、后台管理、信息显示、姿态报警等功能。另外还对轨迹数据进行预处理,采用轨迹优化算法来过滤获取GPS数据中的漂点,并在监测平台复现轨迹进行验证。最后对整个监测系统各个功能模块进行调试验证,确保监测系统满足相关功能需求。在学校进行功能测试,实现了位置的实时定位、轨迹复现、轨迹优化和姿态显示等相关功能。

基于体感网的人体运动智能分析系统的设计与实现

这是一篇关于体感网,九轴运动传感器,姿态解算,动作捕捉,运动分析与评价的论文, 主要内容为随着国内体育领域需求的日益增长和电子信息技术的飞速进步,设计与制作一套便携的性能优良的低成本智能人体运动分析系统具有重要的学术研究意义与实际应用价值。针对现有的人体运动分析系统中存在的功能单一、操作复杂、续航较短以及价格昂贵等问题,本文以设计便携、高续航、低成本与功能全面的人体运动分析系统为目标,开发与实现了基于体感网的人体运动智能分析系统。本文的主要研究内容如下:(1)设计与实现了基于WIFI无线网络的体感网系统。在嵌入式硬件方面,本文设计了运动敏感节点的电路图与PCB板图并制作实物。在嵌入式软件方面,本文根据最小二乘法等算法分别对加速度计、陀螺仪与磁力计的测量数据进行校准,基于校准数据使用梯度下降算法完成姿态解算与数据融合。随后,完成路由通信节点的方案选型,在该节点建立的无线局域网络内,使用MQTT协议作为上位机与各运动敏感节点之间的通信协议。通过测试,验证了运动敏感节点采集与处理的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力值与解算的载体姿态角等数据的精度较高。此外,运动敏感节点的运动数据与上位机的控制指令等信息可通过MQTT协议被高速且可靠地传输。运动敏感节点在测试中的工作续航可达三小时左右,较为理想。整体系统的硬件体积较小,便于携带。最后,整套体感网系统都选用了高性价比的软硬件设计方案,系统的制造成本相对较低。(2)设计与实现了与体感网系统配套的上位机智能人体运动分析软件。用户可以使用该软件对整体系统的软硬件功能进行统一的管理以及采集、分析与评价自身运动数据。软件后端基于Spring Boot框架实现,包含系统通信、运动数据的采集与记录、人体运动的分析与评价等功能。此外,软件可以通过人体运动数据建立BVH文件并调用Open GL接口实现人体运动可视化。软件后端引入了多线程策略以避免出现通信阻塞。软件前端基于Vue框架实现,根据后端的功能模块化地搭建了相应的前端界面。同时,针对不同运动类型,软件可以使用后端运动数据库中对应的运动分析与评价算法进行处理,该软件的运动分析功能的泛化能力较强。测试结果表明,软件的各项操作简单且便捷,用户可以流畅地与软件前端界面交互来使用整体系统的各项软硬件功能。(3)基于本文的系统完成对高尔夫球运动的分析与评价。依据规范的数据采集流程,建立专业高尔夫球运动数据集。根据高尔夫球挥杆运动的特点将挥杆过程分为四个阶段。针对经过巴特沃斯软件滤波、特征提取与PCA算法降维之后的挥杆运动数据,本文提出了一种改进的GOLF-Light GBM算法对挥杆的四个阶段进行分类。随后,结合分类结果与运动学特点提出高尔夫球运动的6个类型共14个量化评价指标并设计了组合赋权评价模型建立高尔夫球运动的综合评价模型。实验结果表明,本文的GOLFLight GBM算法在挥杆过程分类任务中的性能表现理想,且本文的高尔夫球挥杆运动评价模型可以给用户提供可靠的运动分析与评价结果,为运动训练提供新的思路。

基于体感网的人体运动智能分析系统的设计与实现

这是一篇关于体感网,九轴运动传感器,姿态解算,动作捕捉,运动分析与评价的论文, 主要内容为随着国内体育领域需求的日益增长和电子信息技术的飞速进步,设计与制作一套便携的性能优良的低成本智能人体运动分析系统具有重要的学术研究意义与实际应用价值。针对现有的人体运动分析系统中存在的功能单一、操作复杂、续航较短以及价格昂贵等问题,本文以设计便携、高续航、低成本与功能全面的人体运动分析系统为目标,开发与实现了基于体感网的人体运动智能分析系统。本文的主要研究内容如下:(1)设计与实现了基于WIFI无线网络的体感网系统。在嵌入式硬件方面,本文设计了运动敏感节点的电路图与PCB板图并制作实物。在嵌入式软件方面,本文根据最小二乘法等算法分别对加速度计、陀螺仪与磁力计的测量数据进行校准,基于校准数据使用梯度下降算法完成姿态解算与数据融合。随后,完成路由通信节点的方案选型,在该节点建立的无线局域网络内,使用MQTT协议作为上位机与各运动敏感节点之间的通信协议。通过测试,验证了运动敏感节点采集与处理的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力值与解算的载体姿态角等数据的精度较高。此外,运动敏感节点的运动数据与上位机的控制指令等信息可通过MQTT协议被高速且可靠地传输。运动敏感节点在测试中的工作续航可达三小时左右,较为理想。整体系统的硬件体积较小,便于携带。最后,整套体感网系统都选用了高性价比的软硬件设计方案,系统的制造成本相对较低。(2)设计与实现了与体感网系统配套的上位机智能人体运动分析软件。用户可以使用该软件对整体系统的软硬件功能进行统一的管理以及采集、分析与评价自身运动数据。软件后端基于Spring Boot框架实现,包含系统通信、运动数据的采集与记录、人体运动的分析与评价等功能。此外,软件可以通过人体运动数据建立BVH文件并调用Open GL接口实现人体运动可视化。软件后端引入了多线程策略以避免出现通信阻塞。软件前端基于Vue框架实现,根据后端的功能模块化地搭建了相应的前端界面。同时,针对不同运动类型,软件可以使用后端运动数据库中对应的运动分析与评价算法进行处理,该软件的运动分析功能的泛化能力较强。测试结果表明,软件的各项操作简单且便捷,用户可以流畅地与软件前端界面交互来使用整体系统的各项软硬件功能。(3)基于本文的系统完成对高尔夫球运动的分析与评价。依据规范的数据采集流程,建立专业高尔夫球运动数据集。根据高尔夫球挥杆运动的特点将挥杆过程分为四个阶段。针对经过巴特沃斯软件滤波、特征提取与PCA算法降维之后的挥杆运动数据,本文提出了一种改进的GOLF-Light GBM算法对挥杆的四个阶段进行分类。随后,结合分类结果与运动学特点提出高尔夫球运动的6个类型共14个量化评价指标并设计了组合赋权评价模型建立高尔夫球运动的综合评价模型。实验结果表明,本文的GOLFLight GBM算法在挥杆过程分类任务中的性能表现理想,且本文的高尔夫球挥杆运动评价模型可以给用户提供可靠的运动分析与评价结果,为运动训练提供新的思路。

风机叶片位姿监测系统设计

这是一篇关于姿态解算,SSM框架,STM32,无线通信,GPS定位的论文, 主要内容为随着世界能源危机加剧和环境污染日趋严重,风力发电作为一种清洁的新能源在世界范围内得到广泛应用。风机叶片是整个发电机组的核心部分,其关系着捕捉风能的多少。因此风机叶片大型化发展趋势十分明显,与此同时给风机叶片在崎岖山路中的运输造成困难,一旦出现滑落侧翻,损失巨大。此外,风机叶片运输车的调度情况也需要进行实时监控。鉴于上述要求,本论文设计开发了一款针对在运输过程中风机叶片位姿状态的监测管理系统。本系统基于相关功能需求主要分为车载终端与监测平台两部分。车载终端以STM32处理器为核心,结合MPU6050传感器、GPS定位模块和EC200S通信模块实现了GPS数据获取与解析、姿态角解算、数据打包与发送、远程服务器通信等功能。对于姿态角解算,本论文采用基于EKF的四元数姿态解算算法,结合实际数据并建模,在Matlab中完成了仿真验证,最后编入处理器姿态解算程序中。还对Flash进行内存管理程序设计,利用Flash缓存和更新位姿数据,避免因信号微弱导致与服务器断连致使数据缺失。监测平台采用SSM框架技术进行开发,结合MySQL数据库和Navicat for My SQL可视化数据库操作环境进行数据库构建与开发,最后将整个监测平台部署在云服务器上。首先对监测平台进行功能需求分析并设计整体功能结构、逻辑结构和技术架构。其次进行数据库设计,建立数据之间的E-R关系表与存储相关信息的数据表。然后实现监测平台各功能模块要求,包括用户登录、实时监控、轨迹复现、后台管理、信息显示、姿态报警等功能。另外还对轨迹数据进行预处理,采用轨迹优化算法来过滤获取GPS数据中的漂点,并在监测平台复现轨迹进行验证。最后对整个监测系统各个功能模块进行调试验证,确保监测系统满足相关功能需求。在学校进行功能测试,实现了位置的实时定位、轨迹复现、轨迹优化和姿态显示等相关功能。