基于电磁跟踪系统的人体上肢ROM测量改进研究

针对肘、腕关节处的旋转轴并不垂直，直接用欧拉角代替这两处的关节转角不舍理的问题，利用电磁传感器给出了肘、腕关节的屈／伸轴的测量方法，将肘、腕关节的运动各自分解成为2个分运动，利用这2个分运动的空间几何关系，提出了肘关节的旋内／旋外轴和腕关节的内收／外展轴的计算方法，并给出了肘、腕关节的旋转角度的计算方法。     

三维摄像测量系统在人体上肢运动分析中的应用

使用基于普通摄像机的三维摄像测量系统,对人体上肢运动数据进行了测量。根据人体上肢运动的特点,将其简化为具有7个自由度的刚体运动;通过分析布置在上肢上若干标记点的运动,建立了固连于上肢的关节坐标,提出了关节转角的计算方法,得到了日常活动中人体上肢关节运动数据。     

人体关节运动跟踪

基于计算机视觉的人体关节运动跟踪是建立在计算机基础上的可移植、可拓展的智能人机交互模式.通过极值点确定、初始位置确定、粗定位、精定位、带宽确定,获取运动人体关节的中心和带宽,从而识别人体关节.采用改进的Mean Shift算法对人体运动时的关节进行跟踪,应用改进的Kalman滤波器跟踪算法对运动目标的状态进行估计,解决了快速运动或突然变向的目标丢失的问题.最后,对改进前后Kalman滤波器跟踪算法的跟踪效果进行对比,验证了改进Kalman滤波器跟踪算法的优越性.     

基于APAS的人体上肢运动分析

为了得到人体上肢关节运动数据，利用多维摄像系统，拍摄人体上肢在日常生活中的典型活动。通过设计标记点在人体上肢的布置和建立的人体上肢运动学模型，应用人体运动分析系统APAS分析处理体表标志点的运动，从而得到相应人体部位的运动。该研究可为建立人体上肢有源仿生机构和设计康复器材提供数据来源。     

人体上肢运动测量中肩关节旋转中心的估测

在人体测量中,肩关节中心的位置要通过其与肩峰的位置关系进行估测．研究了通过肩峰与肩关节中心的相对位置来确定肩关节旋转中心方法．在对人体上肢进行必要的简化和刚体假设的前提下,用电磁跟踪系统或三维摄像系统跟踪附着于肩峰和上臂上标记点的位置,根据本研究方法便可得到肩峰和肩关节中心的位置关系．通过实验得出了肩关节中心与肩峰位置之间的近似距离,实际测量误差的绝对值均小于2．7cm．考虑传感器贴放的误差及皮肤与骨骼间相对滑动的误差等多种误差的存在,实验结果是可以接受的．实验结果也表明,建立肩关节坐标系时可以用肩峰位置代替肩关节中心．     

人体上肢运动的雅克比矩阵与灵活性分析

为了解人体上肢的运动学属性和操作能力,结合上肢解剖结构分析和国际生物力学学会提出的上肢运动描述方法,建立了人体右侧上肢的运动学模型.该模型包含了胸锁关节、盂肱关节和肘关节的运动,并将肩锁关节与肩胛胸壁关节的运动等效为上肢带骨运动.根据人体上肢关节的运动耦合关系推导了上肢关节与腕点间的速度雅克比矩阵,并对人体右上肢在冠状面、矢状面和水平面内的运动灵活性进行了分析.结果表明:影响腕点运动的独立关节参数少于上肢自然运动轴的数目,对应于上肢抬升角取值域的变化,雅克比矩阵有3种不同的结构形式;上肢在冠状面、矢状面和水平面内运动时,伸展位形区域的指标值小于屈曲位形区域的指标值,在屈曲位形区域人体上肢具有更好的运动灵活性.     

基于标记点测量方法的上肢日常活动测量研究

使用基于普通摄像机的多维摄像系统，实现了基于体表标记点测量方法的上肢关节运动分析。在建立上肢运动模型基础上利用重构得到的标记点的空间数据，获得空间运动参数，建立了关节坐标系，并提出关节转角的计算方法。对上肢的日常活动进行了分析与测量。     

基于分块变化检测的人体肢体运动跟踪

人体运动跟踪是基于视频的人体运动分析的关键技术之一.提出了一种新的人体肢体运动的跟踪方法,通过基于分块的帧间变化检测和二维人体块模型检测出人体运动区域,利用背景统计的技术从累积的帧差信息中构建出完整的背景区域,进而从运动区域中提取出头部和四肢的区域,通过区域形状分析确定各肢体区域的位置信息,从而判断出关节点的位置.实验证明,该方法可以对人体肢体的大幅度运动进行跟踪.     

用于虚拟现实的六自由度电磁跟踪系统

介绍了用于虚拟现实的直流式六自由度电磁跟踪系统的实现。系统以正交的３轴发射源和３轴探测器作为传感定位器件,以脉冲直流信号驱动发射源的３轴分时发射,同时接收器３轴探测到相应的３组电磁信号和１个空驱动时间段内的地磁信号,控制器负责驱动发射,读取数据以及和ＰＣ机的数据通讯,详述了六自由度电磁跟踪系统的方位（位置和姿态）确定算法,误差分析和系统实现过程。     

基于运动函数化的人体步态建模与跟踪

基于粒子滤波器的人体运动视频跟踪是目前视频分析领域中的重要研究方向.而如何消除自遮挡、互遮挡以及背景混乱等问题对人体运动跟踪的影响是人们研究的重点.针对这一问题,本文中提出一种通过运动函数化建模并利用模型进行粒子状态预测,以保证跟踪准确性与鲁棒性的方法.     

三维运动测量和分析方法及其在人体脊柱运动研究上应用

本文应用电测技术和刚体运动学原理．提出了一个三维运动测量和计算方法。该方法成功地用于人体腰椎活动节段的三维运动研究。实验结果表明，本文提出的方法不但可以满足离体腰椎活动节段三维运动测量和分析的要求，而且其原理同样适用于测定人体其它骨骼的三维运动变化。     

圆锥扫描自动跟踪体制在船载"动中通"中的应用

结合实际研究项目介绍了一种新型船载卫星通信系统的关键技术,该系统采用的是捷联式的有源稳定跟踪平台,特点在于利用圆锥扫描原理实现天线姿态稳定跟踪,从而降低了系统对天线稳定平台的精度要求,主要探讨了圆锥扫描技术在天线自动跟踪系统中的应用。阐述了圆锥扫描自动跟踪的原理、系统组成以及系统的具体实现方案,分析了扫描参数对系统性能的影响及选择原则。实验测试表明,该系统能够获得较高的跟踪精度和跟踪实时性,能够使天线稳定地对准卫星。     

基于遗传算法的粒子滤波器在目标跟踪中的应用

粒子滤波器是解决非高斯运动跟踪的一种非常有效的方法,粒子滤波器存在的一个最大的问题是粒子的退化现象,本文中我们提出了一种基于遗传算法的改良粒子滤波器设计方案,以进化设计解决了退化问题,并结合理论与实践证明了其解决粒子退化现象上的优势.     

动态跟踪中背景补偿与目标运动估计

针对目标的观测位置信息中混入了背景运动的问题,提出一种特征点集与稀疏光流场相结合的背景补偿方法.通过Harris算子找出一组特征点,在相邻帧中通过计算每个特征点的局部最优匹配区域得到稀疏点集的光流向量.根据其光流方向概率分布,最终计算出背景的偏移量.通过背景补偿,得到目标的真实偏移量序列,带入Kalman滤波方程,对下一帧中目标的运动状态进行实时估计.实验表明,背景补偿后的预测精度在10个像素之内,每个均值迁移跟踪单元大约需要10ms,提高了跟踪的稳定性,有效减少了迭代次数.新的跟踪器能满足动态实时跟踪的要求.     

基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪仿真

针对已有视频关联跟踪方法无法准确提取关联动作轨迹, 导致视频关联动作跟踪结果出现较大偏差, 且跟踪速率较低的问题, 提出一种基于轨迹提取算法的视频关联动作跟踪方法. 首先, 根据多元组理念组建多元组轨迹提取模型, 划分运动视频图像特征分布矢量化集合, 计算视频图像分割支持向量机临界值; 其次, 通过颜色系统分离像素特征, 利用虚拟视景重构输出关联动作轨迹提取值; 再次, 在多粒度滤波器训练中设置预期输出值, 采用Fourier变换将卷积计算转变成点乘运算, 计算各粒度下边界最小矩形重叠率; 最后, 通过欧氏距离获得两个边界最小矩阵变换情况, 明确各粒度的轨迹波动程度, 完成视频关联动作跟踪全过程. 实验结果表明, 该方法的视频关联动作跟踪速率为14.9 帧/s, 能有效提高目标跟踪速率, 实现精准的视频关联动作跟踪.     

导航接收机跟踪环路在电磁干扰下的效应律研究

针对在多源电磁干扰下导航接收机跟踪环路失锁规律研究不足的问题,对跟踪环路在双源电磁干扰下的失锁效应模型进行了研究.通过对电磁干扰下相关器输出的等效载噪比数学模型分析,建立了双源电磁干扰下导航接收机跟踪环路失锁的效应模型;然后搭建单源和双源电磁干扰的效应试验平台,对某型北斗导航接收机开展注入效应试验,试验过程中选取了4种不同的干扰信号组合,每种组合下又试验得到了不同的信号功率组合;最后利用试验数据验证了效应模型误差都在1.5 dB以内.该模型揭示了在导航接收机跟踪环路中,双源干扰与单源干扰之间的内在联系,对导航接收机效应规律的进一步研究具有指导意义.      

基于遗传算法的粒子滤波器在目标跟踪中的应用

粒子滤波器是解决非高斯运动跟踪的一种非常有效的方法，粒子滤波器存在的一个最大的问题是粒子的退化现象，本文中我们提出了一种基于遗传算法的改良粒子滤波器设计方案，以进化设计解决了退化问题，并结合理论与实践证明了其解决粒子退化现象上的优势。