基于足底压力的人体重心轨迹包络面积算法

为了评估人体平衡功能,需要计算人体重心轨迹包络曲线的面积,提出了一种包络曲线的计算方法。首先,通过足底压力采集系统获取足底压力数据,计算得到人体重心点;然后,提出了一种基于斜率逐步比较的重心轨迹包络凸多边形构造法,通过斜率比较筛选出包络凸多边形的顶点;最后,根据斜率大小对凸点进行排序,通过三角形面积累加得到包络凸多边形的面积。计算实例证明,提出的算法与经典的快包法相比提高了人体重心轨迹包络曲线面积的计算速度,算法具有良好的稳定性,稳定性差值在±0.01 s之内,算法的时间复杂度为O(nlgn),可有效应用于人体重心轨迹包络面积的计算。     

对武术套路中仰身平衡和燕式平衡的生理学即运动学研究

笔者运用 Ariel 动作解析系统、KISTLER 三维测力台、NORAXON 表面肌电测试系统分别对武术套路中的仰身平衡和燕式平衡两个典型的平衡动作进行了运动学、生物力学和生理学分析,发现：1）A 组 COP 在 AP、ML 方向上的最大动摇径、平均速度、动摇轨迹总长度和动摇轨迹包络面积均小 B 组（P ＜0．01）;2）两组运动员完成平衡动作时,肌电百分比值存在显著差异（P ＜0．05）;3）A 组平衡动作摆动腿 Y轴方向上速度变化显著,B 组在完成平衡动作时,摆动腿、在 X、Z 轴方向上的分速度变化变化显著．结论：1）仰身平衡动作,需摆动腿积极前伸,燕式平衡需小腿的主动的向后蹬伸;2）身体重心前后左右晃动幅度、轨迹长度、晃动面积能准确地反映武术套路运动员平衡稳定性,而且单位面积的轨迹长度,也能显示平衡稳定性,因此这两指标可以作为武术套路运动员的评价和选材的参考指标;3）这两个平衡动作,不仅需要训练腰、腹和背部大肌肉群的力量,还要有所侧重地加强支撑腿半腱肌、胫骨前肌和摆动腿的股直肌的力量训练．     

滑冰与羽毛球运动对7～8岁健康男性青少年 静态平衡能力的影响

[目的]探讨滑冰与羽毛球运动对青少年静态平衡能力的影响。[方法]采取试验法、文献资料法及数理统计法,通过招募90名7～8岁健康男性青少年作为研究对象,随机分成滑冰组、羽毛球组和对照组,每组均30人,3组受试者在身高、体重、年龄3项指标上均无统计学意义(P0.05)。对滑冰组和羽毛球组进行12周的运动干预,试验前后采用IIM-BAL-100平衡机能测试仪进行静态平衡测试,实验所得数据应用单因素方差进行分析。[结果]滑冰组与对照组在睁眼双足站立和睁眼线型步2种站姿的4项测试指标,即重心动摇速度、重心动摇角度、外周面积和动摇总轨迹长方面均具有非常显著性差异(P0.01);羽毛球组与对照组在5种站姿指标对比中具有显著性差异(P0.05);滑冰组与羽毛球组对比,在双足睁眼与右足睁眼站立测试中,外周面积和动摇总轨迹长2项指标存在非常显著性差异(P0.01)。[结论]滑冰与羽毛球运动都能改善青少年的静态平衡能力,且滑冰运动的效果优于羽毛球运动。     

谱包络参数的平滑算法

为降低谱包络参数的量化失真,研究了谱包络参数的平滑算法,称为DCT-S算法.谱包络参数用线谱频率(LSF)参数表示,用离散余弦变换(DCT)对多帧线谱频率(LSF)参数每一维组成的矢量进行变换,然后对DCT系数进行截断,再进行反离散余弦变换,得到LSF参数的平滑轨迹.测试表明,应用DCT-S算法,在LSF参数单帧矢量量化时,平均谱失真下降了约 0.23 dB;在LSF参数多帧联合矢量量化时,平均谱失真下降了约0.25～0.45 dB. 实验结果表明,DCT-S算法使谱包络参数的变化轨迹得到了平滑,有效地降低了谱失真.     

下肢康复训练机器人的重心轨迹控制研究

通过从理论上建立人行走时重心轨迹运动学模型，设计了一种基于下肢康复训练机器人的重心轨迹控制系统，并对此重心轨迹控制系统进行了机构运动学仿真．对机构所能得到的模拟重心轨迹与理论得到的重心轨迹进行了对比分析，为重心控制系统的最优化设计提供理论依据．     

人体上肢在水平面上运动时的轨迹重构

研究的目的是能否通过使用计算机仿真方法去重构人体上肢在水平面上做快速运动时的轨迹，通过与实验结果的比较，进而探讨人体上肢在水平面上做快速运动时的控制策略。首先建立了人体上肢在水平面上运动的生物力学模型，应用时间最优判据对 上肢在水平面上做点到点快速运动时的轨迹进行了重构，并通过实验对重构结果进行了评估。评估结果表明：时间最优判据能够重构人体上肢在水平面上做快速运动时的手的轨迹，可以认为此判据是人脑体对手臂在快速运动情况下的一种控制策略的模拟。     

人体断层曲线的快速构造

利用人体测量数据,提出了一种以Chaikin算法进行人体断层曲线快速构造的方法,给出了不同断层的控制多边形布点方案,为人体三维模型的快速构造提供可能。     

基于白光干涉术的微器件三维表面形貌恢复研究

白光干涉测量技术是光学测量中一种非常重要的方法。介绍了白光干涉测量的原理及系统构成,提出了基于局部峰点插值提取白光干涉信号包络的算法。对局部峰点插值提取包络算法的实现和数据处理的过程进行了讨论,得到了清晰的三维表面形貌图像。     

基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划

研究面向三角网格曲面数控加工的刀具路径设计，提出了一种基于刀具包络面的等残留高度刀具路径生成算法.该算法首先建立刀具运动刃口回转面的包络面方程，然后通过相邻轨迹刀具包络面求交得到残留曲线，并利用全局搜索和局部搜索两个步骤精确地计算残留高度值，据此判断当前刀位点是否满足等残留条件，若不满足则沿行距方向搜索等残留刀位点，最后进行加工干涉检查和处理.算例分析的结果表明，由本文的算法生成的刀具路径残留高度均匀，刀轨长度较短，无加工干涉，在保证加工精度的前提下，能够有效地提高加工效率.     

基于惯性传感器的人体平衡功能的定量分析

设计一套简单、稳定、可靠的系统,用于评价人体的平衡功能.采用基于穿戴式惯性传感器技术,采集人体在静止和运动时的加速度和角速度数据,利用所采集到的数据计算评估指标,用于人体平衡功能的评价.实验统计结果表明,人体重心的摆动面积、摆动轨迹、摆动角度、完成动作的时间、信号幅度的范围和完成动作努力的次数等指标在不同测试人群之间具有明显的差异性,而且这些指标的特异性和敏感度也较好.认为所设计的系统能够为人体平衡功能的评价提供客观真实的理论依据.