Bachelor Thesis BCLR-2016-38

BibliographyPfähler, Ferdinand: Winkelerkennung von Gelenken mittels textiler Druckmatrix-Sensoren.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Bachelor Thesis No. 38 (2016).
65 pages, german.
CR-SchemaH.5.2 (Information Interfaces and Presentation User Interfaces)
Abstract

Durch die Miniaturisierung von Elektronik nimmt die Integration von Sensoren und Aktuatoren in Kleidung kontinuierlich zu. Vor allem Sensoren, die physiologische und physische Eigenschaften des Trägers überwachen versprechen großen Nutzen für den Träger. In dieser Bachelorarbeit wird untersucht, wie der Beugungswinkel eines Gelenks mit einem textilen Druckmatrix-Sensor bestimmt werden kann. Hierfür wurde zunächst eine Studie mit 10 Teilnehmern durchgeführt, bei der die Daten verschiedener Winkel aufgezeichnet wurden. Dies wurde mit einem textilen Druckmatrix-Sensor und einem optischen Referenzsystem ausgeführt. In dieser Arbeit wird der Aufbau und Ablauf der durchgeführten Studie, die darin verwendeten Technologien, deren Funktionsweise und die verschiedenen Schritte zur Extraktion von Winkeln aus Druckdaten beschrieben. Für die Auswertung der aufgenommenen Daten werden mehrere Ansätze verglichen. Dabei kommen unterschiedliche Gruppen von Merkmalen und verschiedene Algorithmen zum Einsatz. Unter Verwendung 10-facher Kreuzvalidierung wurde eine Erkennungswahrscheinlichkeit des Winkels auf 7? genau von 97,89% erreicht. Basierend auf den Ergebnissen der Auswertung wird ein Prototyp implementiert, um das Auswertungsverfahren in einem Realweltszenario zu evaluieren. Zu diesem Zweck wurde eine zweite Studie durchgeführt. Die Studienteilnehmer bewerteten die druckbasierte Haltungserkennung auf einer Skala von 1 bis 5 (mit 1 als bestmöglicher Wertung) im Durchschnitt mit 2,8 und sie würden sie gerne auch privat verwenden. Das Vorgehen wird exemplarisch am Ellenbogen durchgeführt und kann auf andere Gelenke übertragen werden.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Visualisation and Interactive Systems, Visualisation and Interactive Systems
Superviser(s)Schmidt, Prof. Albrecht; Schneegaß, Dr. Stefan; Voit, Alexandra
Entry dateSeptember 26, 2018
   Publ. Computer Science