《具有環境普適性的實時人體姿態測量方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由全威擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有環境普適性的實時人體姿態測量方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：全威
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人體姿態測量在醫療，仿生，人機工程，虛擬現實等諸多領域具有重要的套用價值。而現有測量手段的不足表現為環境普適性差，不能充分反應真實環境的姿態數據;多自由度關節測量系統複雜;參數重構及建模缺乏實時性,制約了套用領域的深入研究和擴展。針對以上問題，本項目創新的提出一種攜帶型多維關節角度感測器節點，適於構建穿戴式姿態測量系統。節點具有極強的環境普適性。單一感測器可同時測量關節多自由度，結構精簡且生體拘束性小，適於複雜關節姿態測量。最佳化的姿態參數重構算法適於節點自處理，以提高系統實時性。硬體平台體積小，功耗低，具有數據採集，無線控制及傳輸，姿態參數重構自處理的功能，可實時獲得關節自由度參數。進而利用計算量極小的多剛體正向運動學進行實時建模。鑒於以上特點，本項目成果適用於真實環境、長時間、長距離的姿態測量需求，擺脫實驗室測量、系統複雜及數據後處理的現狀，具有極高的實用價值與套用前景。
結題摘要
本項目研究內容旨在研究一種具有環境普適性、結構簡單、具有多功能性的可套用於醫療，仿生，人機工程，虛擬現實等諸多領域的人體姿態測量方法。其環境普適性體現於適用於靜態及動態環境、適用靜止姿態及運動捕捉。本項目創新的提出以柔性波紋管為主體的多維關節角度感測器結構，基於該結構，單一感測器可同時將多個關節自由度參數轉換成相應數目感測單元的線性位移並進行測量。感測器結構精簡且生體拘束性小，適於複雜關節姿態測量。感測器可工作於兩種模式，基本模式下可在無約束的同時進行彎曲角及彎曲方向的檢測，具有全檢測範圍及不同檢測對象無需再校正的特點；可選模式下實現第三自由度檢測，此功能極大的擴展了檢測方法套用範圍。項目進行了多元姿態參數重構算法研究，成功實現了三個輸出參數重構三個自由度，具有極少的數據量及運算量以適於節點自處理，以提高系統實時性。開發無線傳輸硬體平台，體積小，功耗低，具有數據採集及傳輸功能，適於構建穿戴式姿態測量系統。開發的感測器原型評估實驗結果證明了項目研究內容可行性。本項目成果可適用於真實環境、長時間、長距離的姿態測量需求，擺脫實驗室測量、系統複雜及數據後處理的現狀，具有極高的實用價值與套用前景
