检索结果-内蒙古大学图书馆

导航定位学报 2024年第5期12卷 1-8页

作者：夏大洲姜卫平旷俭牛小骥武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

针对基于穿戴式多惯性测量单元(IMU)的行人定位与步态测量应用中,多IMU之间的航向对齐通常依赖磁力计、专业人员辅助以及关节假设模型,操作流程复杂度高且精度无法保障的问题,提出一种适用下肢安装多IMU的航向对齐方法:设计适用足部、... 详细信息

针对基于穿戴式多惯性测量单元(IMU)的行人定位与步态测量应用中,多IMU之间的航向对齐通常依赖磁力计、专业人员辅助以及关节假设模型,操作流程复杂度高且精度无法保障的问题,提出一种适用下肢安装多IMU的航向对齐方法:设计适用足部、小腿和大腿IMU的统一的杆臂补偿零速修正算法,利用行人足部周期性触地规律构造的零速度观测值,准确恢复所有IMU的运动轨迹;然后基于轨迹相似性约束,实现多个IMU的航向对齐;最后在室外开阔场景下评估运动轨迹恢复精度和航向对齐精度。实验结果表明,航向对齐精度和各部位IMU的轨迹恢复精度呈正相关;在行走轨迹长度大于15 m时,各IMU的航向对齐精度均优于1°(均方根值)。该方法操作简单,易于实施,能够满足基于多IMU的人体运动分析和行人定位应用需求。

关键词：穿戴式惯性传感器航向对齐行人航迹推算人体运动分析扩展卡尔曼滤波

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基于运动过程的计算机仿真系统的研究与应用

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西安体育学院学报 2006年第5期23卷 102-105页

作者：魏娟丽西安体育学院计算机教研室西安710068

人体运动的计算机仿真是运用计算机图像处理方法将计算结果转换为运动图像真实的重现。利用摄像机获取三维空间实景的二维视频图像序列,通过对二维视频序列的分析,获得人体或者某一部位的运动信息,生成人体的运动轨迹以及各运动学和动... 详细信息

人体运动的计算机仿真是运用计算机图像处理方法将计算结果转换为运动图像真实的重现。利用摄像机获取三维空间实景的二维视频图像序列,通过对二维视频序列的分析,获得人体或者某一部位的运动信息,生成人体的运动轨迹以及各运动学和动力学参数,达到分析人体三维运动的目的。并且以单目视频中人体的跳高运动为例,设计与实现了一个基于运动过程的计算机仿真系统。

关键词：人体运动分析视频序列运动训练人体运动仿真

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网络化数字健身系统设计与实现

网络化数字健身系统设计与实现

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作者：余传桂南昌大学

学位级别：硕士

中国社会正处于高速发展阶段,日常工作和生活节奏快、强度高、压力大。在这一背景下,通过体育锻炼改善身体状况、提高身体素质,是强身健体的有效途径。近年来随着网络技术、嵌入式技术和传感器技术的发展以及日益兴起的物联网研究热潮,... 详细信息

中国社会正处于高速发展阶段,日常工作和生活节奏快、强度高、压力大。在这一背景下,通过体育锻炼改善身体状况、提高身体素质,是强身健体的有效途径。近年来随着网络技术、嵌入式技术和传感器技术的发展以及日益兴起的物联网研究热潮,体育运动的数字化、网络化和智能化已然成为当下的研究热点。本文针对目前体育运动网络化、数字化和智能化程度不高,导致体育锻炼盲目随意、锻炼效果不佳、易造成运动伤害等问题,以无线通讯、嵌入式技术、图像处理、物联网技术和android程序开发为技术支撑设计并实现了一套用于健身房的网络化数字健身系统。参照上述相关技术完成系统的软硬件设计后进行测试实验,结果表明,本系统在室内健身房的应用场景下,能够实现大量设备的接入,对设备的运行进行监测和健身数据上传,在对相关用户身份验证通过的情况下,提供数据查询、设备管理等服务。本系统所涉及的主要工作内容和创新点有:1、设计了一套基于物联网三层结构的网络健身系统,搭建了系统的总体框架,并对感知层进行了详细的功能设计。2、对感知层的相关设备进行了计算和选型,选择FIT AP+AC的方案构建wifi局域网实现设备的接入;选择联想N308作为基础硬件平台进行硬件系统集成,编写中心机app实现设备管理、人员管理和数据管理三大基本功能;设计了一款用于仰卧板的智能健身app,功能包括身份验证、次数统计、频率分析和轨迹显示等。3、设计了一套基于TY-DM6446-2000视频开发板的智能数据传输单元,实现健身数据的收发,在此基础上扩展了一套基于图像处理的人体运动分析框架下的运动安全报警系统系统,并就图像预处理、运动目标检测算法和跌倒检测算法进行了研究和实现,分别提出了改进的中值滤波和基于傅里叶变换的运动检测算法,有效的解决了运动检测中噪声的干扰和背景扰动的干扰,并在dm6446平台对算法进行编程实现。

关键词：数字健身 android 物联网人体运动分析运动检测

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人体起步过程特征的研究

人体起步过程特征的研究

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作者：朱庆峰清华大学

学位级别：硕士

该论文的主要内容如下;1、综述了国内外从两足机器人到拟人机器人发展的历史,人体起步过程研究和机器人起步运动研究的现状.提出了以对人体起步特征研究为基础和依据、解决拟人机器人起步运动规划问题的思路.2、研制了基于CCD和三维测... 详细信息

该论文的主要内容如下;1、综述了国内外从两足机器人到拟人机器人发展的历史,人体起步过程研究和机器人起步运动研究的现状.提出了以对人体起步特征研究为基础和依据、解决拟人机器人起步运动规划问题的思路.2、研制了基于CCD和三维测力平台的人体运动分析系统,并使用该系统完成了不同路况下的人体起步过程的实验研究.3、对人体自然状平地起步过程进行了实验研究.通过实验采集正常人水平地面起步过程中运动学、动力学数据,并采用多种方法对实验数据进行了分析,得到了一些人体起步运动的规律,为机器人的起步步行设计提供了参考.4、对非自然状况(背负重物、约束足趾跖关节弯曲)和不同路况下(下下斜坡、上下台阶)的起步过程中进行了实验研究和分析.得到了机器人起步步行具有参考意义的规律.5、基于仿生优化的观点,综合分析起步过程的运动学、动力学特征,在此基础上提出了规划拟人机器人起步步行运动的方法.

关键词：人体运动分析人体起步过程步态拟人机器人设计

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基于多传感器数据融合的老年人智能鞋的研发

基于多传感器数据融合的老年人智能鞋的研发

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作者：李根河北工业大学

学位级别：硕士

随着年龄增大,老年人的身体机能衰退,会出现步行稳定性下降、摔倒等健康问题。并且,当老年人出现突发性摔倒情况时,看护人员需要及时找到老年人的位置并为其提供必要的帮助。基于此,监测老年人运动状况以及位置信息变得十分重要。因此,... 详细信息

随着年龄增大,老年人的身体机能衰退,会出现步行稳定性下降、摔倒等健康问题。并且,当老年人出现突发性摔倒情况时,看护人员需要及时找到老年人的位置并为其提供必要的帮助。基于此,监测老年人运动状况以及位置信息变得十分重要。因此,本文基于多传感器数据融合技术,研发了具有人体运动分析功能以及室内定位功能的老年人智能鞋。该智能鞋能够监测老年人运动状况,并在老年人出现突发性摔倒情况时,帮助看护人员及时精确找到老年人,进而对老年人提供必要的帮助。论文的主要工作如下:首先,从硬件设计和软件设计两方面完成了智能鞋系统总体设计工作。对智能鞋硬件模块进行选型,设计智能鞋硬件结构,完成智能鞋硬件设计工作;搭建智能鞋软件架构,设计智能鞋软件工作流程,完成智能鞋软件设计工作。其次,实现了智能鞋的步态时相分析、计步和摔倒检测等三个人体运动分析功能。针对智能鞋的步态时相分析功能实现,通过采集足底压力数据检测步态事件点,根据步态事件点划分步态时相,之后计算并分析老年人的步态时相参数。结果表明,随着年龄增大,老年人表现出行走时求稳而不求快的现象。针对智能鞋的计步功能实现,设计了基于步态事件点检测的计步算法。实验表明,计步算法能够实现在人体平地行走、上楼梯和下楼梯多种运动下的有效性计步。针对智能鞋摔倒检测功能的实现,通过分析足部合加速度变化特征以及地面反作用力变化特征来设置相应的阈值,用以检测老年人摔倒情况。实验表明,摔倒检测算法可以有效区分摔倒和日常生活活动。最后,实现了智能鞋的室内定位功能。采用微惯导自主定位技术来求解人体位置信息,针对微惯导自主定位产生的累积误差,分析了传统零速区间检测方法的局限性,提出了基于足底压力的零速区间检测方法,之后结合零速修正算法、零角速度修正算法和启发式漂移消减算法,设计了基于扩展卡尔曼滤波的零速区间修正算法。实验表明,相比于传统的零速区间修正算法,本文设计的零速区间修正算法能够有效抑制定位误差随时间的累积,使定位结果更加准确。

关键词：多传感器数据融合智能鞋人体运动分析室内定位零速区间扩展卡尔曼滤波

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人工搬運作業之動態評估與運動學分析

人工搬運作業之動態評估與運動學分析

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作者：邱珮鈴清華大學

学位级别：碩士

摘要尽管自动化的生产方式已经普遍存在於现今产业制造中，但是一些工作仍须仰赖人力，以汽车组装线而言，徒手人工物料搬运仍是常见且重要的现场工作行为，本研究透过动作撷取系统对搬运作业进行运动分析，能发觉潜在的不当工作设计与... 详细信息

摘要尽管自动化的生产方式已经普遍存在於现今产业制造中，但是一些工作仍须仰赖人力，以汽车组装线而言，徒手人工物料搬运仍是常见且重要的现场工作行为，本研究透过动作撷取系统对搬运作业进行运动分析，能发觉潜在的不当工作设计与动作姿势对人员造成的危害与风险。实验以现场观察搬运作业情形，决定重要的因子水准，包括(1)搬运重量:7公斤与14公斤(2)终点放置高度:相对膝高、肘高与肩高(3)搬运物料箱型:大箱与小箱，共三因子12个实验组合，12位男性受试者进行重复实验，以动作撷取系统(motion capture)、肌电讯号仪(EMG)与主观不舒适度问卷分析各实验组合对人体关节动作、肌肉活动度以及身体不舒适程度产生的影响与相互关系。研究结果显示，对步态时间与空间参数而言，重量因子显着影响步速、步频、步态周期时间与站立期摆荡期比值，箱型因子显着影响步长、步态周期时间与站立期摆荡期比值；关节活动度而言，重量显着影响膝关节最大弯曲角度、肘关节屈伸角度范围，高度因子显着影响髋关节前後倾角度、肘关节活动各变项，箱型因子影响膝关节弯曲最大最小值以及肘关节活动各变项，对肌肉活动度而言，重量与高度因子皆显着影响MVC%值，14公斤重者肌肉活动度与主观不舒适程度皆较7公斤者高，箱型因子虽无明显影响肌肉活动度，但是在主观不舒适程度上却明显影响上肢与背部，终点放置高度应设在肘高附近为佳。以本研究人体真实动作和关键动态资料为基础建立的数位人模型，有助於在虚拟环境中对不同工作性质、环境因素、连续性搬运作业的动作模拟，更能呈现实际情况。

关键词：物料搬運作業人體運動分析步態數位人模型

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跳水视频中运动目标的提取

跳水视频中运动目标的提取

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作者：段建钢清华大学

学位级别：硕士

该论文完成了一种新的算法,可以对具有静止背景的跳水视频序列进行精确的分割,并在此基础上成功的提取了运动员的训练参数.该算法分为预处理、背景恢复、运动目标分割、跟踪技术、后处理和参数提取6部分.首先对亮度帧差沿时间轴的变化... 详细信息

该论文完成了一种新的算法,可以对具有静止背景的跳水视频序列进行精确的分割,并在此基础上成功的提取了运动员的训练参数.该算法分为预处理、背景恢复、运动目标分割、跟踪技术、后处理和参数提取6部分.首先对亮度帧差沿时间轴的变化规律进行分析,并在此基础上对视频场景的背景进行恢复.接下来利用色度信息或形态学方法对运动目标进行分割和提取.预处理和后处理进一步优化了实验结果.跟踪技术大大提高了系统的鲁棒性和处理速度.最后,在分割基础上,系统对运动员的起跳距离、速度等参数进行了成功的提取.该论文还提出了基于视频序列的跳板自动定位算法.总之,该论文完成了跳水视频序列分割、人体运动参数提取以及基于视频的跳板定位算法的研究,对于其中涉及的:运动估计与分割,背景恢复,水纹噪声消除,运动目标跟踪,预处理,后处理和直线检测等多项技术的研究,提出了自己的系统框架.

关键词：跳板自动定位算法视频处理人体运动分析

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基于特征跟踪的视频运动捕获技术研究

基于特征跟踪的视频运动捕获技术研究

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作者：李魁浙江大学

学位级别：硕士

近年来，运动捕获技术在计算机动画领域中应用频频，影响也日益扩大，引起了广大专家学者的极大关注。但是，现有的运动捕获技术大多存在着捕获设备过于昂贵、表演者动作受限等缺点，从而制约了该技术的进一步推广和应用。为了解决这一... 详细信息

近年来，运动捕获技术在计算机动画领域中应用频频，影响也日益扩大，引起了广大专家学者的极大关注。但是，现有的运动捕获技术大多存在着捕获设备过于昂贵、表演者动作受限等缺点，从而制约了该技术的进一步推广和应用。为了解决这一问题，本文提出了一种从视频中提取人体运动信息，并用此来生成运动捕获文件的方法。这是近年来计算机视觉研究中的热点问题，在体育运动分析、人机接口、虚拟现实和动画制作等领域都有着广泛的应用价值。基于视频的人体运动捕获打破了传统运动捕获的局限，它不需要任何多余的辅助设备，也不需要在表演者身上捆绑传感器，可以让表演者自由自在、随心所欲的施展动作，从而保证了人体动作的自由流畅，且成本非常之低。从某种意义上说，我们研究的将是一个简易的、廉价的运动捕获系统，也可以说是一种现有运动捕获系统的替代，通过它就可以完成对视频中人体运动的测量、存储和再现。在本文中，我们结合运动捕获和人体运动分析两大热点研究技术，主要对其中的二维人体运动跟踪方法和三维运动重建等关键技术做了深入的研究，最终实现了一个基于特征跟踪的视频人体运动捕获原型系统。它可以从一段固定背景的视频片断中提取人体的运动信息，自动生成运动捕获数据文件，从而完成对人体运动的捕获过程。系统的具体做法是首先在首帧中标注人体的各个关节点位置，然后在后续帧中做基于特征的跟踪，生成二维关节点坐标序列，再对运动做三维重建，最后经过对数据的转换和重新组织，生成所需的运动捕获数据文件。实验表明，该方法具有一点的准确性和实用性。

关键词：视频运动捕获人体模型人体运动分析基于特征的跟踪

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基于视频的运动信息分析与处理及其应用研究

基于视频的运动信息分析与处理及其应用研究

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作者：雷珺浙江大学

学位级别：硕士

计算机科学技术的发展不仅极大地促进了整个社会科学技术的发展，而且明显地加快了经济信息化和社会信息化的进程。本文在珠海鼎利通信公司多媒体应用软件《高尔夫教学系统》的基础上，对基于视频的运动信息分析与处理的开发技术、实现... 详细信息

计算机科学技术的发展不仅极大地促进了整个社会科学技术的发展，而且明显地加快了经济信息化和社会信息化的进程。本文在珠海鼎利通信公司多媒体应用软件《高尔夫教学系统》的基础上，对基于视频的运动信息分析与处理的开发技术、实现方法以及系统构建等进行了研究。分以下几个章节来讨论：第一章介绍了视频信息的发展历史、研究现状与发展前景；阐述了视频采集技术的现状和主要方式；探讨了人体运动监测和分析技术的发展背景和前景；给出了本文的研究背景和研究内容。第二章阐述了与视频采集相关的软硬件技术的发展概况；给出了视频采集的技术基础；并研究了与视频采集相关的几种重要算法。第三章研究了基于视像的人体运动监测技术；给出了基于实时视频图像的人体运动监测技术的实现模块。第四章探讨了数字和模拟视频信号采集技术，并分别阐述了在pc机和笔记本上的不同实现方法；提出了交互缓存方式存储视频信号的方法，并给出了基于运动监测的视频采集技术的实现方案。第五章探讨了人体运动分析技术的要求，包括共性和专业化要求；给出了人体运动分析的注释信息子系统的实现方法；提出了基于视频采集的人体运动分析技术，并给出了相应的实现方法；并将拆分窗口方法用以实现运动信息分析。第六章介绍了《高尔夫教学系统》软件开发的软硬件环境和系统开发过程；详细给出了基于视频的运动信息的采集、分析与处理技术的实现及其界面；并实现了播放速度控制、关键帧分析、挥杆分析等的设计。第七章总结了本文的研究开发工作，对未来的运动监测、运动信息分析和视频采集技术的发展进行了展望。

关键词：视频采集人体运动监测人体运动分析录制视频信号实时存储

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基于惯性传感器的人体动作分析与识别

基于惯性传感器的人体动作分析与识别

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作者：侯祖贵哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

基于惯性传感器的人体动作分析与识别是模式识别的一个新兴领域，克服了传统基于视频的动作识别的诸多缺点和限制，具有更高的可操作性和实用性。其实质是通过固定在人体特定部位的惯性传感器采集人体的动作信息，通过无线传输模块传到P... 详细信息

基于惯性传感器的人体动作分析与识别是模式识别的一个新兴领域，克服了传统基于视频的动作识别的诸多缺点和限制，具有更高的可操作性和实用性。其实质是通过固定在人体特定部位的惯性传感器采集人体的动作信息，通过无线传输模块传到PC机，进而对数据进行预处理、特征提取和选择、动作分类。这些惯性传感器包括加速度计、磁力计、陀螺仪，集成在一起作为单个节点，各节点之间通过无线通信组成无线传感网络，形成运动捕捉系统，捕获人体运动信息。本文正是利用了基于惯性传感器的动作捕捉系统采集人体动作数据，从而进行动作识别。本文首先对人体运动做了系统分析，从运动生物力学角度研究了人体运动分析中的相关参数及其测量方法，明确了本文基于惯性传感器的采集方案，涉及到的人体轴面采用的是人体解剖学中的相关定义。在此基础上，分析了人体关节、环节、关节角以及姿态角，并将姿态角应用到人体运动分析中，明确了膝关节角和两腿夹角作为识别的原始数据。进而明确了人体结构和多刚体模型，并将其做了简单改进，确定了11个部位作为传感器佩戴位置。在对人体运动有了充分研究之后，本文提出了PAMS人体运动分析方法，总结了人体运动特点，即人的姿态是可测的，人的动作是相对有限的，人的行为是相对无限的，同时每个人又有自己的运动特点。从而将人体运动分析分为姿态、动作、行为三个层面，阐述了一系列姿态组成动作，一系列动作组成行为的基本思想，并利用PDM进行了数学建模分析。其次对动作层面做了具体研究，总结出了人体运动中包含有31种基本动作，其他复杂动作及行为都是由这些基本动作组合而成，并对这些动作做了具体分类定义。从总结出的动作中选择15种动作，利用基于惯性传感器的动作捕捉系统对动作数据进行了采集，并采用一种新型非关系型数据库MongoDB建立了人体动作数据库，以BSON格式将采集到的动作数据存入，以备本课题后期研究或其他单位研究者使用。最后，研究了数据预处理和动作特征提取与识别的相关算法。考虑到系统噪声，首先对原始数据进行了预处理，剔除偏离正常值较大的值，并考虑到人体动作的低通性进行巴特沃斯低通滤波，针对多维姿态角数据提取了时域和频域特征，并用主成分分析法进行了降维处理，最后用支持向量机进行了动作识别，给出了基于惯性传感器的各动作的识别率。

关键词：人体运动分析 PAMS分析方法动作数据库动作识别支持向量机

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