人體重量一維分布識(shí)別系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題來(lái)源于國(guó)家體育總局項(xiàng)目“國(guó)家體育攻關(guān)課題2011B045”。人體重量一維分布識(shí)別系統(tǒng),主要由稱(chēng)床、數(shù)碼相機(jī)、系統(tǒng)軟件、微機(jī)及電子稱(chēng)組成。其識(shí)別方法是:將人體簡(jiǎn)化為鉸桿系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上建立與人體總重靜力等效的沿長(zhǎng)度方向的集中重力分布模式和重力密度分布模式,進(jìn)而建立起識(shí)別方程和模式轉(zhuǎn)換方程,人體只需要在稱(chēng)床上按規(guī)定順序擺出規(guī)定的姿態(tài),通過(guò)數(shù)碼相機(jī)和電子稱(chēng)分別對(duì)每個(gè)姿態(tài)對(duì)應(yīng)的幾何參數(shù)和力學(xué)參數(shù)進(jìn)行采集并輸入微機(jī),應(yīng)用識(shí)別方程、模式轉(zhuǎn)換方

2、程和調(diào)參法就可求解出人體重量沿身高方向的一維分布。但是,由于人體各環(huán)節(jié)質(zhì)量差距很大,姿態(tài)參數(shù)采集時(shí),就需要大量程的力傳感器進(jìn)行測(cè)量,這就要求力傳感器的精度要相當(dāng)高,如何保證大量程力矩測(cè)量精度成為人體重量一維分布識(shí)別系統(tǒng)的核心。
　　參考前人對(duì)人體及其環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的測(cè)量原理和方法的研究,我們基于一維平衡板測(cè)量人體總重心的測(cè)量方法上對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行改進(jìn),把原有單一力的測(cè)量轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)度和小量程高精度力值的測(cè)量,設(shè)計(jì)了新的測(cè)量裝置,使得不僅能

3、夠進(jìn)行大量程的力矩測(cè)量,而且能夠提高原來(lái)的識(shí)別精度。本文主要研究如下:
　　①介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于人體及其環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的研究現(xiàn)狀,探討了目前人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的研究新思路。闡述了人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)研究的方法以及獲取人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。
　?、谌梭w重量一維分布識(shí)別原理的介紹,人體重量一維分布測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)以及裝置中步進(jìn)電機(jī)、力傳感器、傳動(dòng)裝置、數(shù)據(jù)采集模塊等硬件設(shè)施的選擇。
　?、坶_(kāi)發(fā)了人體重量一維分布識(shí)別系統(tǒng)軟件,該系

4、統(tǒng)軟件是基于windows平臺(tái)的應(yīng)用軟件,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)控制和人體姿態(tài)的攝像定位,而且能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理及顯示。測(cè)試軟件采用模塊化設(shè)計(jì),主要分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人體環(huán)節(jié)參數(shù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及基于雷賽控制卡的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。使得系統(tǒng)的一體化程度更高、可操控性更好。
　?、苓M(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)分為標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊測(cè)試和人體假人當(dāng)量模型測(cè)試,因?yàn)槿梭w重量一維分布測(cè)試系統(tǒng)的力傳感器部分精度