多矢量姿态测量算法研究综述

将矢量测量转化为姿态测量,该问题在姿态估计中被称为Wahba问题。介绍了最小化Wahba问题的损失函数的不同算法,包括最优四元数估计器(ESOQ)、四元数估计器(QUEST)、快速最优姿态矩阵(FOAM)、矩阵的奇异值分解(SVD)等广泛使用的算法,以及基于快速线性四元数姿态估计器(FLAE)、黎曼流形等近年来提出的算法。给出了简单的计算原理与推导过程,并通过计算机仿真对照,归纳各类算法在计算旋转矩阵时的计算精度、鲁棒性。针对姿态测量算法应对当前应用场景的性能需求,简要介绍其在惯性测量单元(IMU)动态对准、协同集群视觉定姿、图像拼接等方面的适用可能和工作原理,并在此基础上简述了姿态测量算法当前的缺陷与未来的发展趋势。

人体测量指标在老年住院患者营养不良风险评估中的筛查效果

目的探讨小腿围(CC)、握力(HGS)、步速(GS)及体质量指数(BMI)对老年住院患者营养不良风险筛查效果。方法采用方便抽样法,选取2021年6月在贵州省5个地区8家三甲医院住院的老年患者921例。测量CC、HGS、GS、身高及体质量,并进行营养不良风险评估,评价上述指标在营养不良风险中的筛查效果。结果GS判断营养不良风险和营养不良的灵敏度最高(0.87);并联CC及HGS时,灵敏度分别达0.96及0.94。在不同疾病状态的调查对象中,GS并联CC的灵敏度均在0.92及以上。结论单项指标中,GS判断营养不良风险和营养不良的灵敏度最高;当其联用CC和HGS时灵敏度进一步提高,且GS并联CC在判定老年住院患者营养不良风险和营养不良中较灵敏且稳定。

基于服装个性化智能定制的三维人体测量系统物-像结构算法的研究

目前,我国基于服装个性化智能量身定制的理念日趋完善。但是,在消费者目标尺寸自动获取方面仍然缺乏实用的设备和技术,成为了大多数企业个性化智能定制发展的一个瓶颈,其根本原因是缺少实用性强的个性化智能定制系统。人体动态测量与其他工业产品精密测量相比具有自身独有的特殊性和困难。在探讨了现有的光学类基于个性化智能定制系统的现状的前提下,针对目前存在的激光三维人体扫描测量系统普遍存在硬件设备庞大、结构复杂的问题,对文中提出的基于个性化智能定制系统进行了原理设计,建立了系统的物-像结构算法的数学模型。该算法采用了扫描单元旋转的测量方式,使系统能够在垂直方向上获得较大的测量范围,目的是使系统采用较小的硬件获取满意的三维人体空间坐标,有利于节省竖直空间、减小体积。该算法已成功应用于基于服装个性化智能定制系统。为了验证本算法的精度,设计了与法国力克系统的三维人台对比扫描实验,实验数据验证了本系统结构算法的精度、工程实用性和可靠性。

民航飞行员12项人体测量学指标的聚类分析及验证

目的聚类分析民航飞行员12项人体测量学指标,探索空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)与民航飞行员飞行时间及肥胖程度的关系。方法选取2021年9月—2022年2月在民航上海医院进行体格检查和辅助检查的1250名在职男性飞行员,使用Inbody人体成分分析仪测定其身高、体质量、腰围、臀围及体脂率等指标,通过问卷调查了解其执飞机型及2021年飞行时间数据。使用12项人体测量学指标通过主成分分析法进行聚类分析,并进一步以多元线性回归法2种模型比较分析FINS与民航飞行员年飞行时间及人体测量学指标的关系,为本次人体测量学指标聚类分析进行验证。结果对12项人体测量学指标经适宜性检验后行因子分析,以主成分法提取3个公因子(脂质堆积指数、腰围甘油三酯指数和内脏脂肪指数),累计方差贡献率为95.29%,进一步采用线性回归法计算出标准化得分系数,最后采用多元线性回归法分析得出FINS与年飞行时间及3个公因子(中心型肥胖因子、全身型肥胖因子、内脏型肥胖因子)均有关(3个公因子的偏回归系数分别为12.37、8.90、6.78,P均<0.001),且中心型肥胖程度对空腹胰岛素的升高有最大的贡献作用。结论中心型肥胖因子、全身型肥胖因子及内脏型肥胖因子与空腹胰岛素升高均具有相关性,且中心型肥胖公因子贡献最大,提示人体测量学指标具有临床预测价值。

基于压力袜测量点数据的青年女性腿型分类

针对压力袜使用过程中经常出现压力袜和人腿不适配问题,采用马丁测量法,对324名18~44岁青年女性的7个压力袜医疗标准中规定的人体腿部公称测量点的围度和高度数据进行采集,获取14项腿部变量数据。使用因子分析法对影响青年女性腿型的主成分因子进行提取,共提取出围度因子、腿部高度因子、踝部高度因子3个因子;并将这3个因子得分作为聚类变量进行K-means聚类,以轮廓系数作为评估聚类效果好坏的指标,最终将青年女性腿型分成5种:高中等型、偏矮瘦型、偏高瘦型、矮胖型、中等腿长偏胖型,各腿型分别占样本量的22.22%、19.14%、19.14%、16.05%、23.45%。该研究中以压力袜公称测量点数据为基础的腿型分类结果,为制定压力袜号型提供了参考和理论基础。

基于空间向量角的乳房形态分类与文胸合体性评估

采用空间向量角来表征乳房形态,提出了一种青年女性乳房三维形态分类方法。首先获取209名18~25岁青年女性的乳房三维点云数据,并构建了6个乳房形态空间向量角作为聚类指标,采用k-means聚类,以手肘法确定最佳聚类数,运用学习向量量化神经网络(Learning vector quantization, LVQ)构建乳房形态判别模型,实现女性乳房形态的细分与判别。对细分后的乳房类型制作相应的文胸样板,通过虚拟试衣和实物试穿进行合体性评估,结果表明:青年女性乳房占比最多的为70B文胸号型,乳房细分为适中内敛型、平坦低胸位型、丰满外扩型。构建的LVQ神经网络青年女性乳房形态判别模型,准确率达93.33%。数字化服装压力和真实试穿实验表明,细分后的文胸合体性得到了有效提高,为不同类型乳房的文胸合体性结构设计提供参考。

传统与新型人体测量指标对多囊卵巢综合征患者糖代谢异常的预测作用

目的:探讨传统与新型人体测量指标对多囊卵巢综合征(PCOS)患者合并糖代谢异常的预测作用。方法:选取初诊的PCOS患者217例作为研究对象。收集患者年龄、家族史、身高、体重、腰围、臀围等信息,采集患者空腹血清,测量空腹血糖及胰岛素。所有患者行口服糖耐量试验(OGTT),评估胰岛素抵抗程度及糖代谢状态。并计算人体测量指标,包括传统指标——体重指数(BMI)、腰臀比(WHR)、腰高比(WHtR)及新型指标——身体圆度指数(BRI)、身体肥胖指数(BAI)、腹部容积指数(AVI)、体型指数(ABSI)、锥度指数(CI)。评估各指标与糖代谢异常的相关性,比较糖代谢正常组与糖代谢异常组间各指标的差异,使用受试者工作特征(ROC)曲线分析各个人体测量指标对PCOS合并糖代谢异常的预测作用。结果:纳入研究的PCOS患者中糖代谢正常患者115例(53%),合并糖代谢异常患者102例(47%),两组患者体重、腰围、臀围、股围、BMI、WHR、WHtR、BRI、BAI、AVI、ABSI、CI比较差异具有统计学意义(P<0.05)。同时除ABSI以外的所有人体测量指标均与患者FPG、2 hPG、FINS、2 hINS、HbA1c及HOMA-IR成正相关性。使用Logistic回归分析,在调整年龄后BMI、WHR、WHtR、BRI、BAI、AVI、CI均为PCOS患者合并糖代谢异常的影响因素(P<0.05)。ROC曲线分析结果显示,在传统指标中WHR及WHtR对识别PCOS合并糖代谢异常具有较高预测作用,ROC曲线下最大面积分别为0.722、0.717;在新型指标中,BRI、AVI具有较好的诊断效能,ROC曲线下最大面积分别为0.706、0.709。结论:新型人体测量指标对PCOS患者合并糖代谢异常有较好的预测作用,但是低于WHR及WHtR。

三酰甘油-葡萄糖指数及其联合人体测量学指标与心血管疾病相关性的研究进展

近年研究发现,三酰甘油-葡萄糖(TyG)指数是早期评估胰岛素抵抗简易灵敏的替代指标,在心血管疾病的风险预测、危险分层及预后评估方面有重要意义。一些学者将TyG与人体测量学指标相结合,发现可更好地预测心血管疾病风险。故本文就TyG及其联合人体测量学相关指标在高血压、冠心病等心血管疾病中的应用价值及研究进展进行综述。

学龄儿童人体测量参数及相关生化指标分析

目的探讨学龄儿童人体测量参数与相关生化指标相关性。方法采用分层整群抽样方法,2021年3—6月对天津市静海地区学校学龄儿童1042例进行体检,并检测相关生化指标,分析其身材、体质量检出情况,并根据其身高标准差积分(Ht SDS)将其分为超高组、正常组、偏矮组及矮小组,比较四组身体测量指标;根据身体质量指数(BMI)将其分为偏轻组、正常组、超重组及肥胖组,比较四组身体测量指标;采用Spearman相关性分析探索各指标间相关性。结果1042例儿童中,超高身材检出率为14.01%,正常身材检出率为71.11%,偏矮身材检出率为10.08%,矮小身材检出率为4.80%;偏轻体质量检出率为5.57%,正常体质量检出率为52.50%,超重体质量检出率17.56%,肥胖体质量检出率为24.38%;女性儿童中超高身材占比较高,男性儿童中偏矮及矮小身材占比较高(P<0.05);随着年龄增加,学龄儿童三酰甘油(TG)水平呈升高趋势、总胆固醇(TC)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平呈降低趋势(P<0.05);基于BMI,四组血尿酸水平随着BMI增加而升高,且肥胖组血尿酸水平最高(P<0.05);四组HDL-C水平随着BMI增加而降低,且肥胖组HDL-C水平最低(P<0.05);四组其他血脂水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);基于Ht SDS,四组TG、血尿酸、血红蛋白(Hb)水平随Ht SDS增加而升高,且矮小组TG、血尿酸、Hb水平最低(P<0.05);四组其他身体测量指标水平比较,均差异无统计学意义(P>0.05);Spearman相关性分析显示,TC及HDL-C与学龄儿童年龄呈负相关,TG与学龄儿童年龄呈正相关(P<0.05);LDL-C、HDL-C、TG及血尿酸与BMI均呈正相关(P<0.05);TG、血尿酸及Hb均与Ht SDS呈负相关(P<0.05)。结论学龄儿童随着年龄增加血脂水平降低,血脂及尿酸水平可能影响学龄儿童身高和体质量,血脂及尿酸水平与体质量具有正相关性,与身高具有负相关性,Hb与身高呈负相关。

三维扫描技术在飞行学员医学选拔人体尺寸测量中的应用思考

人体尺寸测量是空军飞行学员医学选拔的必查项目,当前的检测工作投入的人力和时间成本较多,需要一种准确、客观、高效的检测设备和方法辅助开展该项工作。三维扫描技术已成熟应用于常规人体尺寸测量领域,将该项技术应用于飞行学员医学选拔领域,有助于提高招飞所需人体尺寸测量的客观性和检测效率。

基于人体测量学的服装所需人体尺寸预测方法

为尽可能减少测量时的人为误差,研究中将人体测量学的测量规范与服装所需人体尺寸对应,建立BPNN(反向传播神经网络)、RBFNN(径向基函数神经网络)、GRNN(通用回归神经网络)三种神经网络进行训练对比,并建立实验组通过集成模型的手段进行改进,以提升模型预测的准确性。研究结果表明,在综合抗离散系数干扰和较少样本数量训练环境下预测精度,实验组有明显优势,平均数值误差在±1.86cm范围内。

一种三维人体模型快速测量方法

三维人体的逆向建模在服装领域具有重要应用价值,然而测量人体模型时难以保证长时间的固定姿态,且人体表面不能喷涂纹理特征,急需实现非接触的人体模型高精度快速测量。该文提出一种数字散斑投射的高精度快速扫描方法,通过十参数畸变模型,实现相机的高精度标定;利用双目立体视觉原理,构建三维人体快速扫描的传感测量装置;通过大视场标定与坐标统一技术,结合彩色摄像机和散斑投影仪实现包含面部的人体全方位多视角图像;利用立体视觉重建技术重建得到完整的三维人体点云模型,并进行点云后处理。通过实验验证该文方法标定15次得到的重投影误差,测量结果均优于0.05 pixels,说明所提出的三维人体快速测量方法测量精度高。3组人体扫描实验结果充分表明:该文提出的方法可以在0.1 s内完成人体扫描,并且校准误差均小于0.1 pixels,可以实现对人体的快速、高精度扫描。

基于HSI彩色模型远程测量青年男体围度拟合

为实现人体远程测量系统的有效性,提出运用人体照片来预测青年男体的围度。通过HSI颜色空间转换、轮廓光滑处理等图像处理方法提取了人体轮廓。通过识别人体特征点,得到人体的体表角度、宽度和厚度;按照体表角度、厚度/宽度等指标进行人体体型分类。基于各个围度对应的厚度和宽度构建了颈围、胸围、腰围、腹围、臀围和大腿根围的围度拟合方程,并对拟合方程进行了误差分析。结果表明,建立的围度预测模型有效,保证了人体远程测量系统的可靠性。

人体测量学指标用于社区老年人轻度认知障碍筛查研究

目的评估人体测量学指标对老年人轻度认知障碍的筛查能力,确定最佳筛查指标。方法采用多阶段分层抽样的方法,对广西3个市6个社区/乡镇的60岁以上常住老年人502名进行蒙特利尔认知评估量表-北京版(MoCA-B)测评和人体指标测量,以认知评估结果为金标准,将老年人分为认知正常组和轻度认知障碍组,比较两组人体测量学指标的差异,绘制受试者工作特征曲线,评价人体测量学指标对轻度认知障碍的筛查能力。结果认知正常组244名,轻度认知障碍组258名。两组身高、腰围、小腿围、BMI、腰高比、腰小腿围比、身体圆度指数、腹部体积指数和体脂肪指数比较,差异有统计学意义(均P<0.05);腰小腿围比对总样本轻度认知障碍具有较高的筛查能力(AUC=0.681);联合指标腰小腿围比+腰高比在60~<65岁老年人中筛查能力最高(AUC=0.708);腰小腿围比+体脂肪指数在65~<75岁老年人中筛查能力最高(AUC=0.735)。结论腰小腿围比、体脂肪指数和腰高比对老年人轻度认知障碍具有一定筛查价值。腰小腿围比+腰高比是60~<65岁老年人的最佳联合筛查指标;腰小腿围比+体脂肪指数是65~<75岁老年人的最佳联合筛查指标。

人体测量学指标在基层地区成人糖尿病筛查中的应用

目的探讨各项人体测量学指标在基层地区成人糖尿病筛查中的应用价值。方法这项横断面研究以2017年10月—2018年10月在新疆吉木萨尔县泉子街镇卫生院常规体检的成人作为研究对象,测量并计算腰围、身体质量指数(body mass index,BMI)、腰高比(waist-to-height ratio,WHtR)、A型形态指数(A body shape index,ABSI)、身体圆度指数(body roundness index,BRI)、锥削度指数(conicity index,CI)、BMI√腰围和WHt.5R等一系列人体测量学指标。采用Logistic回归模型和受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)对比分析各项人体测量学指标对于糖尿病筛查的应用价值。结果总共纳入4215例(男性1653例,女性2562例)研究对象,其中糖尿病患者为452例(占比10.2%)。Logistic回归模型显示,糖尿病患病风险增加与WHtR和BRI水平升高的相关性最强,而与ABSI的相关性最弱。ROC曲线分析显示,WHtR和BRI的AUC最大;WHtR的诊断切点分别为0.48(男)和0.49(女),BRI的诊断切点分别为3.02(男)和3.05(女)。结论各项人体测量学指标对基层地区成人糖尿病患病均有一定的预测价值,其中以WHtR和BRI的效能最高。

人体测量参数对宁夏农村地区血脂异常发生风险的评估

目的探究宁夏农村地区居民的血脂水平与人体测量参数之间的关系,并比较五种人体测量参数对血脂异常发生风险的预测能力。方法按照多阶段抽样的方法选取宁夏农村地区居民(n=14360)进行人体测量特征、血脂水平评估。使用多元线性回归评估人体测量参数与血脂水平之间的关联;根据血脂指标结果,按照是否血脂异常分成血脂正常组与血脂异常组。使用Logistic回归分析人体测量参数作为血脂异常危险因素的危险性;使用受试者工作特征曲线比较各人体测量参数对血脂异常发生的预测能力。结果各人体测量参数对血脂指标方差的解释程度较低,但均具有统计学意义(P均<0.05);腰臀比是血脂异常患病风险的最强危险因素(OR=1.402,P<0.001),其中腰臀比是TC、HDL-C和LDL-C异常患病风险的最强危险因素(OR=1.351、1.309、1.436,P均<0.05);腰高比是TG水平的最强危险因素(OR=1.531,P<0.001);腰围对男性血脂异常的预测能力较强(AUC=0.642),腰高比对女性血脂异常的预测能力较强(AUC=0.606)。结论体质量指数、腰围、腰高比、腰臀比、臀围与血脂异常密切相关,腰围能更好地预测男性血脂异常发生风险,而腰高比能更好地预测女性血脂异常发生风险。

女性外生殖器认知及基线测量研究进展

近年来互联网及其他媒体行业盛行,“理想化”的外生殖器图片不断出现在大众视野中,部分女性开始质疑自己的外生殖器是否正常,这也导致越来越多的女性开始寻求外生殖器整形手术,虽然有些手术是为了改善女性外生殖器功能,但大多数手术是在没有改善功能指征的情况下进行的,且外生殖器整形手术存在显著风险,包括性快感降低、感觉丧失、疼痛、感染、出血、瘢痕形成和伤口裂开等。因此,需充分了解女性外生殖器基线数据、女性对外生殖器的认知以及寻求外生殖器整形手术的动机,达到正确引导女性对外生殖器的认知、规范外科手术、防止出现严重并发症的目的。本文将对女性外生殖器认知及基线测量进行综述。

基于多视图虚拟建模的三维人体尺寸测量

开发一种操作便携且精度高的非接触式自动测量虚拟建模的三维人体尺寸技术。本文虚拟建模的三维人体数据图像通过便携手机进行非接触式摄像采集,视频通过FFmpeg解析成多个单帧图像,帧间光流能量算子通过稠密逆搜索算法计算,基于SFM虚拟建模三维空间位置点云,分割后虚拟建模的着装轮廓稠密点云通过Graphonomy得到,虚拟建模的三维人体关键特征点通过正面、侧面点云投影轮廓线的曲率迅速定位到。将计算得到的虚拟建模人体特征尺寸与手工测量尺寸对比,论证了该方法的合理性。得出了程序测量值和手工测量值之间的误差较小以及程序测量数据较稳定的结果。

浅谈服装个性化定制中的人体测量技术

随着消费者对服装个性化和定制化的需求不断提高,为了给更加精准测量人体数据和促进服装定制技术进步提供参考,分析了服装定制过程中的人体测量技术发展现状,阐明了人体测量技术与服装定制场景的应用的关系,指出了解决服装定制中核心问题的方案,提出了服装个性化定制中人体测量技术的发展方向。

空军飞行学员医学选拔用人体参数测量椅的研制及应用

目的:研制一种人体参数测量椅,以满足空军飞行学员医学选拔中人体参数快速、精准测量的需求。方法:该测量椅依据GB/T 10000—1988《中国成年人人体尺寸》、GB 3975—1983《人体测量术语》和GB/T 5703—2010《用于技术设计的人体测量基础项目》设计,采用铝合金型材和标准木板制作,主要由测量椅主支架、坐高测量组件、坐姿眼高测量组件、臀膝距测量组件、上肢长测量组件、坐姿下肢长测量组件和数显系统组成,在标定好起点与终点后自动计算测量值。结果:采用该测量椅可快速测量坐高、坐姿眼高、上肢长、臀膝距、坐姿下肢长等指标,而且可有效避免测量过程中的人为误差,提高测量数据的准确性。结论:该测量椅自动化程度高、测量项目丰富、准确性高,为飞行人员医学选拔提供了重要的技术支持。