DLT算法中象平面误差对三维重构的影响

DLT算法是利用平面图象进行三维重构的广泛采用的基本算法。本文针对平面图象处理中难以避免的象坐标误差 ,讨论了各坐标误差对三维重构坐标的影响 ,由此分析了三维重构坐标对各象坐标误差的敏感程度 ,并进行了数值模拟实验。结果表明三维重构的各分坐标对象坐标误差具有不同的敏感度 ,而且与相机的空间位置有密切的联系。这说明DLT算法中虽然在理论上对相机的空间配置无特别要求 。

基于Fitts定律的人体上肢运动功能评定方法

目的 :探讨在临床医学和康复工程等领域中人体运动功能评定的有效方法及原理。方法 :基于Fitts定律 ,参照代表动作执行情况某方面唯一特性的指标———执行度 ,结合速度、能量等其它物理量 ,提出了具有普遍意义的运动功能量化评定方法。选取人体上肢触点运动 ,用Vicon系统对 5名健康男性进行了上肢触点运动实验 ,并通过一组运动功能评定指标 ,对人体上肢触点运动功能进行了量化评定。结果及结论 :人体上肢运动是包含肌肉骨骼和神经系统的高冗余度的系统运动 ,选取基于大系统性能理论的宏观特征作为评定指标对人体上肢运动功能进行量化评定是可行和现实的。鉴于人体结构的复杂性和运动的多样性 ,在对不同动作的评定中 。

食指触点的运动质量评价

尝试从宏观上对运动进行客观、定量的评价 ,以食指触点运动为例 ,对垂直面内食指触点动作作了实验规范 ,利用自制设备完成了5名健康青年男子、3种难易程度食指触点运动的三维检测。针对食指触点运动定义了触点动作难度指标与执行指标 ,结合其它具有普遍意义的物理量提出了触点动作的评价指标 ,利用评价指标对实验中的不同人相同动作与相同人不同动作的食指触点运动作了运动质量分析。

表面肌电信号测试分析系统的研制

本文针对假肢等人-机仿生系统肌电控制装置的特点，研制了一种小型表面EMG测试与分析系统。该系统由测试装置硬件和分析软件两部分组成，可选用有线或无线遥测的方法拾取体表EMG活动信息，并利用软件包中的时域、频域和时频分析等多种方法对其采样数据进行处理。该系统为康复工程产品中广泛应用的肌电控制器提供了一个研究与开发平台。

表面肌电信号的分形分析

介绍了表面肌电信号分形研究状况及其参数化描述方法，给出了人体上臂表面肌电信号的分维数在肌肉不同收缩程度、承受不同静载荷和不同运动模式下的实验结果，并讨论了表面肌电信号分形分析在工程应用上存在的问题及前景。

基于普通摄像机的人体运动信息检测系统

介绍了一种新型基于普通摄像技术的人体运动信息检测系统。探讨了运用图像处理技术快速准确识别与跟踪关节位置标志点的方法，解决了影响系统检测精度和运行速度的关键问题。该系统用普通摄像机取代专用设备，降低了系统成本；使用操作方便，具有较高的精度，不仅适用于人体运动信息的检测，而且可用作其它较低速运动物体的运动图像检测与分析。

行走和跑步两种步态模式的实验分析

目的 :分析行走和跑步运动两种模式下人体步态的特征。方法及结果 :使用自行研制的三维运动检测分析系统对 5名健康男性在跑步机上进行了不同速率下行走和跑步 2种步态模式的比较实验。结论 :行走和跑步两种步态模式的参数具有明显差异 ,步速对步态参数的影响要小于步态模式的影响。

一种新型人体运动图像实时分析系统

目的 :研制人体运动图像实时分析系统。方法 :应用普通面阵电荷耦合器件摄像头 ,采用动态图像采集以及标志点图像自动识别与跟踪技术进行人体运动图像检测分析。结果 :分析系统能实现人体运动图像的在线检测与分析。结论 :采用通用硬件制做的人体运动图像分析系统成本低 ,性能可靠 ,维护与升级方便。

人手运动质量检测与评价方法的研究

目的 :研究人手三维运动检测装置 ,探讨人手运动质量评价方法。方法 :运用图像检测与处理技术获取人手运动的三维轨迹 ,提出了 11种指标研究与评价食指触点运动质量。结果 :应用研制的装置和提出的评价指标 ,检测分析了健康人食指触点动作的运动质量。结论 :研制的人手三维运动检测装置有较高的空间分辨率 ,使用简单方便 。

低成本实现人体运动图像实时检测

概述了人体运动检测技术的研究与进展 ;介绍了一种利用图像动态采集与自动识别跟踪技术实现运动图像在线检测分析方法 ;采用该方法的人体运动图像分析系统硬件造用通用产品 ,成本低、性能可靠、维护与升级容易。这种系统可以用于步态分析。

人手三维运动检测系统

提出了一种基于普通摄像机的人手三维运动检测系统 ,它包括两部普通摄像机、标定架和标志点识别子系统等。该系统采用直接线性变换 (DL T)算法 ,可以对人手运动进行可靠的三维检测。本文叙述了该系统的工作原理以及测试实验 ,测试结果显示了该系统良好的三维运动检测性能。本系统的研制为更好地进行人体运动质量的分析和评价、更有效地揭示人体运动规律提供了经济方便的实验手段和研究途径。

直接线性变换法中标定对三维重构精度的影响

为研究直接线性变换算法中标定对三维重构精度的影响 ,对不同标定方法进行了分析探讨。并在此基础上研制了三维人体运动分析系统 ,进行了标定实验 ,取得了较为理想的测量结果。分析表明 :1)在三维测量中控制点应包含有效测量空间 ;2 )在测量空间内应尽可能多的均匀分布控制点。该三维人体运动分析系统经标定实验验证 ,测量相对误差小于 2 % 。

食指掌指关节的正向动力学分析

为探讨运动生物力学建模与分析的基础性问题 ,以食指为研究对象建立了包含神经兴奋 -肌肉收缩动力响应和肌肉 -肌腱动力特性在内的食指掌指关节正向动力学模型 ,并针对该关节快速屈曲 6 0°的运动过程 ,采用参数最优化方法进行了模拟计算。模拟结果表明 ,在快速屈曲过程中 ,食指短时平均角速度近似为匀速 ,瞬时角速度呈现阻尼振荡形式。

人体下肢摆动相冗余肌力分析

为探讨人体步态的形成机理，建立了人体下肢摆动相包含髋、膝和踝关节（ＨＫＡ）的肌骨动力学模型，模型中考虑了８ 组下肢主要肌肉。引入约束最优化方法求解冗余肌力分布问题，并通过数值计算说明了关节被动力矩对冗余肌力分布解的影响。在此模型和算法的基础上，探讨摆动过程中各组肌力的变化规律及其在形成正常步态中所起的作用，并从能量角度分析了所有肌肉总能耗与摆动相周期的关系，结果表明该步态存在一个与之相对应的最低能耗摆动相周期。

基于Fitts定律的人体步态对称性评定指标

评价人体步态运动中,为了寻找能全面反映步态对称性特征的参数,该文通过推广Fitts定律提出了在二维极坐标下步长对称性和跨步长执行对称性2种4个指标,并且选用常用的时相对称性指标作为对比指标,对健康受试者和右腿膝关节僵直患者在不同情况下的步态对称性进行了对比实验研究。结果表明,新指标不仅适用于不同路况和运动模式的步态对称性评定,而且比常规的时相对称性指标更能准确反映跨越障碍和单侧关节僵直步态的不对称特征。