博碩士論文 102552005 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:18 、訪客IP:18.206.241.26
姓名 吳曜瑋(Yao-Wei Wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 資訊工程學系在職專班
論文名稱 應用於智能牙刷的六軸運動辨識
(Six-Axis Motion Recognition Applying to Smart Toothbrush)
相關論文
★ 整合GRAFCET虛擬機器的智慧型控制器開發平台★ 分散式工業電子看板網路系統設計與實作
★ 設計與實作一個基於雙攝影機視覺系統的雙點觸控螢幕★ 智慧型機器人的嵌入式計算平台
★ 一個即時移動物偵測與追蹤的嵌入式系統★ 一個固態硬碟的多處理器架構與分散式控制演算法
★ 基於立體視覺手勢辨識的人機互動系統★ 整合仿生智慧行為控制的機器人系統晶片設計
★ 嵌入式無線影像感測網路的設計與實作★ 以雙核心處理器為基礎之車牌辨識系統
★ 基於立體視覺的連續三維手勢辨識★ 微型、超低功耗無線感測網路控制器設計與硬體實作
★ 串流影像之即時人臉偵測、追蹤與辨識─嵌入式系統設計★ 一個快速立體視覺系統的嵌入式硬體設計
★ 即時連續影像接合系統設計與實作★ 基於雙核心平台的嵌入式步態辨識系統
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   至系統瀏覽論文 (2021-6-16以後開放)
摘要(中) 智能牙刷可以藉由監測刷牙方式來維持牙齒的健康,正確的刷牙位置的監測非常重要。本論文提出了一個改善刷牙位置辨識的方法。首先運用中值濾波降低感測器雜訊,並且抑制不規則的高頻刷牙運動,減少偵測的角度突波,以便得到更精確的運動特徵,接著我們使用機率神經網路(Probabilistic Neural Network, PNN)分類方法,來進行刷牙區域辨識。依據實驗結果,相對於現有k-means的刷牙區域分類方法,PNN分類方法能獲得更佳的區域分類性能,讓使用者能夠更準確監測正確刷牙狀態。此一成果可以結合智能手機作為閘道器連結雲端,藉收集即時刷牙資料,發展遠端牙齒健康照護和疾病預防的應用。
摘要(英) Smart toothbrushes can be designed to monitor tooth brushing procedures to facilitate the maintenance of dental health. This necessitates a monitoring mechanism that identifies proper tooth brushing regions. In this study, an improved technique for identifying tooth brushing regions was proposed. First, a median filter was used to attenuate sensor noise and control irregular high-frequency tooth brushing motions, thereby reducing angular surges during detection and obtaining as precise of tooth brushing motion characteristics as possible. Then, a probabilistic neural network (PNN) was applied to identify tooth brushing regions. The experimental results showed that, compared with the conventional k-means algorithm, the PNN was more effective at classifying tooth brushing regions to enable users to monitor their tooth brushing more precisely. The proposed technique can be integrated through smartphone gateways to cloud services to collect real-time tooth brushing data for application in the development of remote dental healthcare and dental disease prevention services.
關鍵字(中) ★ 智能牙刷
★ 六軸感測器
關鍵字(英)
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 論文架構 2
第二章 感測器介紹及資料處理 3
2.1 運動感測器 3
2.1.1 加速度計 3
2.1.2 磁力計 5
2.2 雜訊濾波 7
2.2.1 中值濾波 7
2.3 三維姿態估測 8
2.3.1 計算出heading角 9
2.3.2 計算roll角 10
2.3.3 計算pitch角 11
2.3.4 整合 12
2.4 機率類神經網路分類器 13
2.4.1 網路架構 13
2.4.2 網路演算法 14
第三章 刷牙區域偵測 16
3.1 特徵值 16
3.1.1 牙刷面向取得 16
3.1.2 牙刷角度取得 17
3.2 MIAT方法論 18
3.2.1 IDEF0簡介 18
3.2.2 Grafcet簡介 19
3.3 刷牙區域偵測階層式模組化系統架構 22
3.3.1 特徵擷取功能模組 22
3.3.2 區域偵測功能模組 23
3.4 刷牙區域偵測離散事件建模 24
3.4.1 特徵擷取離散事件模型 25
3.4.2 區域偵測離散事件模型 26
3.5 刷牙區域偵測軟體合成 27
3.5.1 特徵擷取軟體合成 28
3.5.2 區域偵測軟體合成 28
第四章 實驗 29
4.1 實驗環境 29
4.1.1 STM32F4 Discovery簡介 30
4.1.2 MPU9255簡介 32
4.2 分類實驗 33
4.2.1 k-means分類實驗 34
4.2.2 PNN分類實驗 35
4.3 分類性能評估 36
4.4 分析 39
第五章 結論與未來方向 41
5.1 結論 41
5.2 未來方向 41
參考文獻 參考文獻
[1] Akiyoshi W. (2007, August). PNN Algorithm for PC Grid System, International Conference on Software Engineering Advances, Conference conducted at Cap Esterel, French Riviera, France.
[2] Anthony Z. (1998). Introduction to the Modified Probabilistic Neural Network for General Signal Processing Applications. IEEE transaction on signal processing, 46(7), 1980-1990.
[3] Ching-Han, C., Tun-Kai, Y., Jia-Hong, D., & Chen-Yuan, C. (2014). A pipelined multiprocessor SOC design methodology for streaming signal processing. Journal of Vibration and Control, 20, 163-178.
[4] Ching-Han, C., Chia-Ming, K., Chen-Yuan, C., & Jia-Hong, D. (2013). The design and synthesis using hierarchical robotic discrete-event modeling. Journal of Vibration and Control, 19, 1603-1613.
[5] Fairfield, D.H., & Ness N.F. (1970). Configuration of the geomagnetic tail during substorms. Journal of Geophysical Research, 75, 7032-7047.
[6] Gatzemeyer J., Jimenez E., Biron G., Delz M., Hopkins T., Read R., & Hohlbein D. (2012). INTERACTIVE TOOTHBRUSH. TW Patent No. I373328B1.
[7] Grush. (2016). Grush: The Gaming Toothbrush. Retrieved from http://www.grushgamer.com
[8] InvenSense. (2014). MPU-9255 Product Specification. Doc ID DS-000007 Rev 1.
[9] Kemp J.H. (2013). TOOTHBRUSH HAVING A REACTION AND DELIVERY SYSTEM AND BRUSH, TW Patent No. I387441B1.
[10] Kolibree. (2015). Rabbids Invasion on Kolibee! Retrieved from http://www.kolibree.com/en/
[11] MacQueen, J.B. (1967). Some methods for classification and analysis of multivariate observations. In Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability (Lucien M.L., & Jerzy N. Ed., 5th ed., pp. 281–297). (Proc. Fifth Berkeley Symp. on Math. Statist. and Prob., Vol. 1). Berkeley, CA: University of California Press.
[12] Mayer, R.J. (1992). IDEF0 Function Modeling. Air force Systems Command.
[13] Oral-B. (2016). Black 7000 Electric Rechargeable Bluetooth Toothbrush. Retrieved from http://oralb.com/en-us/products/7000-wireless-smartguide-plus-electric-toothbrush
[14] Philips. (2016). Philips Sonicare Electirc Toothbrushes. Retrieved from http://www.usa.philips.com/c-m-pe/electric-toothbrushes
[15] STMicroelectronics. (2010). Using LSM303DLH for a tilt compensated electronic compass. Application note (AN3192). Doc ID 17353 Rev 1.
[16] STMicroelectronics. (2016). ARM Cortex-M4 32b MCU+FPU, 225DMIPS, up to 2MB Flash/256+4KB RAM, USB OTG HS/FS, Ethernet, 17 TIMs, 3 ADCs ,20 comm. Interfaces, camera & LCD-TFT. STM32F429xx. Doc ID 024030 Rev 8.
[17] STMicroelectronics. (2016). Discovery kit with STM32F429ZI MCU. User manual (UM1670). Doc ID 25175 Rev 2.
[18] Tom F. (2006). An introduction to ROC analysis. Pattern Recognition Letters, 27, 861-874.
[19] Wikimedia. (2011). File:Curvas.png. Retrieved from https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Curvas.png
[20] Wikipedia. (2016). Median Filter. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Median_filter
[21] Wikipedia. (2016). Receiver operating characteristic. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Receiver_operating_characteristic
[22] Young, J.L., Pil, J.L., Kyeong, S.K., Wonse, P., Kee, D.K., Dosik, H., & Jeong, W.L. (2012). Toothbrushing Region Detection Using Three-Axis Accelerometer and Magnetic Sensor. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 59(3), 872-881.
[23] 石鈷、陳光明、石志鵬、李蓮芳和葉三顯(2012)。具互動功能之音樂牙刷。中華民國發明專利第M432326U1號。
[24] 周鴻源(2015)。智能牙刷套。中華民國發明專利第M512961U號。
[25] 許永和、蔡詩禮和吳孟錩(2012)。音波牙刷及刷牙時產生音樂的方法。中華民國發明專利第I367084B1號。
[26] 許永和和吳孟錩(2014)。勢矯正牙刷。中華民國發明專利第M479660U號。
[27] 許永和、蔡詩禮和吳孟錩(2015)。具有姿勢矯正裝置之牙刷。中華民國發明專利第M509575U號。
[28] 楊郁莉(2012) 。九軸運動感測器融合及應用(未出版之碩士論文)。國立中央大學軟體工程研究所,桃園市。
[29] 維基百科(2016)。陀螺儀。檢自:https://zh.wikipedia.org/wiki/陀螺儀
指導教授 陳慶瀚 審核日期 2016-6-28
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明