基于语音识别控制的人体运动仿真

人体运动仿真是指在计算机中实时地渲染人体及其动作,是建立计算模型模拟人体在给定约束下自然真实的物理运动。渲染良好的人体运动,能够提高人们在观看时的沉浸感与代入感,同时,还是观者与系统之间交互的必然前提。基于上述理论,研究在使用渲染引擎,保证人体运动渲染质量的前提下,进一步提出使用语音识别引擎对观看者的口令进行识别,增加观者与系统之间的交互。经过仿真实验,结果证明系统可行。

三维人体运动仿真与视频分析计算机辅助运动系统及应用

项目简介：面向体育训练的三维人体运动模拟与视频分析系统包含三维人体运动仿真与视频分析两个子系统，该系统已获得国家体育总局的认可，并被授予第二十届奥运会科研攻关与科技服务一等奖。

基于Kinect和ODE的人体运动建模与仿真

运动数据捕获与物理仿真再现相结合,为人体运动特性的研究及仿人机器人的研制提供了一个重要技术途径。论文基于Kinect体感设备及ODE物理引擎,设计并实现了人体运动数据捕获、数据转化、动作建模及仿人机器人动作再现的系列方法。首先,建立转化模型,完成从Kinect关节点位置数据向肢体姿态数据的转化,并存储于BVH文件中,为数据分析和数据驱动提供支撑。其次,基于ODE建立一个全尺寸虚拟仿人机器人,为人体动作的仿真再现及控制算法提供验证平台。第三,完成关节位姿数据向驱动扭矩的实时计算及控制,采用PD控制算法控制各关节的扭矩输入。第四,贯穿完成Kinect数据采集、离线BVH转换、仿人机器人姿态计算、关节扭矩计算、仿真驱动等,实现虚拟仿人机器人对人体动作的精确再现。最后,将该方法应用于轻型仿人机器人手臂样机的研制过程。实践表明,该系列方法能够比较精确地实现仿人机器人对人体动作(挥手、行走、站立等)的学习和再现,可用于仿人机器人研制中的动作学习、规划、仿生控制等环节。

运动生物力学计算机仿真研究

本文详细介绍已经专家鉴定的“人体腾空运动仿真软件系统”。的总体设计,其中包括人体腾空运动数学模型,3组影片解析技术,人体三维消隐藏线的动静态显示以及运动动作定量分析和动作设计技术。利用该系统可以实现对人体腾空运动的计算机仿真研究和动作效果的预测。突破了目前在运动生物力学中的研究方法,为计算机辅助训练提供了一个有力的工具。文章还给出了利用该仿真系统研究背越式跳高过杆动作的实例,具体说明仿真研究及指导运动训练的过程。

基于运动过程的计算机仿真系统的研究与应用

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。

基于人体运动分析的交互型仿真设计

为了更好地解决运动空间、人与系统的匹配问题,优化人体运动目标的跟踪与反馈性能,设计了一种交互型人体运动分析仿真系统,系统由运动跟踪计算机、仿真计算机、虚拟场景构成,具有人体运动跟踪与动作仿真及交互2大功能,其中,运动跟踪基于改进的粒子滤波算法而实现,跟踪精度高,效果佳,动作仿真与交互则可提供基于用户本身的运动视角与视角可调的第三者视角,有利于运动设计效率与质量的提高。

动作仿真技术在体育运动训练领域的应用研究

阐述了高速摄影、动作捕捉、人体运动仿真技术的原理和应用方法,解决了运动人体肌肉动态收缩无法测量的问题,同时也指出了运动人体建模的发展方向:(1)新的算法理论会逐步融入人体运动建模中,同时多维度的数据采集和输入将会使人体运动仿真结果更全面更精准,应用价值更大。(2)人体的运动是一个典型的闭环控制反馈系统,人体每一个精准的运动动作都在输出与控制的基础上完成,因此系统与控制理论在研究人体肌肉激励方面将会有新的突破。(3)人具有主观能动性,无论是运动捕捉系统采集人体的运动学数据还是动作仿真系统仿真分析人体骨骼肌肉受力状况,都是建立在力学和运动生理学基础之上的,人的主观特性会因为某时刻的心理特点而影响神经和肌肉特性,因此把人的心理评价数据融入人体建模中是一个人体建模应该考虑的问题。

飞机座舱航向操纵脚蹬的操纵仿真

要使人体模型能在工程设计中代替人体对设计中的工效提出要求或做出评价 ,就必须将人体模型运动数据与真人实验数据进行比较 ,在两者误差满足工程需要的前提下才可使用。利用美军飞行员人体数据计算人体模型脚行程 ,并与实测值进行比较 ,对所建人体模型脚的可达行程进行了验证。在此基础上利用中国飞行员人体数据 ,得出中国人体模型的脚运动行程 ,在座舱设计中使用。

虚拟现实技术在运动训练中的应用

虚拟现实技术在运动训练中有其独特的优势。它能有效地监控、预测和评价运动技术动作,能让虚拟运动员事先尝试新动作,降低运动训练的风险,提高运动训练效率,它已经比较广泛地应用于运动训练中,并已取得了一些的成效。

运动生物力学

G804.6 9904669运动生物力学研究进展与展望=Sportsbiomechanics research in progress and prospect[刊,中,A]/李建设,顾亮//浙江体育科学.-1999.-21(1).-42-46参3(ZZY)运动生物力学//综述//现状//趋势本文论述了运动生物力学的发展历程、研究现状和理论基础,认为运动生物力学的基础理论是:生物力学、生理学和机能解剖学。基本方法是:物理学方法、生物学方法和系统分析方法。基本技术是:电子技术、计算机技术和测量技术。展望前景:运动生物力学仍是多学科合作,并在下列领域获得进展:1、经典力学分析;2、力学模型研究:3、运动技术最佳化;4、人体运动仿真;5、肌肉力学研究;6、面向全民建身的生物力学研究;7、技术分析专家系统的研究。

飞机座舱操纵装置空间布局优化设计

利用人机工程学的理论和方法,采用中国飞行员人体数据,运用人体模型进行人机系统计算机仿真。建立的三维动态人体模型的活动关节按工程要求简化成11个,自由度为17个。通过解运动方程并结合人体活动范围得出了作业过程中各百分位飞行员手和脚的可达域和舒适域。结合飞机座舱的几何尺寸及发动机操纵机构的几何尺寸对飞机座舱操纵装置中的操纵杆、油门、航向操纵脚蹬的作业空间进行了优化设计,从而能确保飞行员舒适、高效地驾驶和操纵飞机。

24式太极拳典型动作的下肢生物力学特征

目的:运用AnyBody仿真软件计算24式太极拳行进间典型动作(野马分鬃、倒卷肱、云手)中的下肢运动学、动力学和肌肉用力特征,分析不同水平24式太极拳练习者下肢生物力学特点。对象:招募普通太极拳课程练习者和专业者,分别进入普通组(N=16)和专业组(N=14)。普通组为参加16周太极拳课程学习的大学生,专业组为体育学院太极拳专项的大学生(练习时间在3年以上)。方法:应用BTS三维运动捕捉系统、三维测力台和表面肌电测试系统同步采集了两组太极拳典型动作野马分鬃、倒卷肱和云手原始数据。结合AnyBody人体建模仿真软件计算三种动作过程中膝关节垂直轴方向受力峰值时刻的下肢运动学、动力学以及下肢肌肉力。结果:在野马分鬃、云手、倒卷肱动作中,专业组踝关节角度,髋关节外展角度明显小于普通组(P<0.05),髋关节旋转角度明显大于普通组(P<0.01);专业组三关节在矢状轴方向上的受力明显高于普通组(P<0.05),髋关节在额状轴、垂直轴方向上的受力明显小于普通组(P<0.01)。普通组髋关节及大腿周围的大肌群肌肉用力较小,小腿肌肉、髋关节及大腿周围的小肌群肌肉用力较大(P<0.05);不同水平太极拳练习者对下肢肌肉的激活程度不同。结论与建议:太极拳练习过程中,膝关节在垂直轴方向上受力的峰值时刻,专业太极拳练习者髋关节会表现出较大的髋关节旋转角度,较大的踝关节屈曲角度;较大的矢状轴方向上受力,较小的额状轴和冠状轴方向上的受力。初学者在太极拳练习过程中应注意躯干的旋转,控制髋关节内收、外展的角度,在练习中应感受髋关节及躯干周围大肌群肌肉用力,进而促进太极拳练习过程中姿势的控制能力。

虚拟完美

当体操运动员在比赛中完成连串令人眼花缭乱的高难度动作时,科技是脚下安静的垫子。