应用GPS RTK技术检测赛艇运动信息

为帮助教练员及时了解赛艇训练中的量化参数,运用全球定位系统(GPS)提取赛艇运行中的位置信息和运动信息。采用自行研制的基于掌上电脑(PDA)的GPS接收机,使用实时动态载波相位差分(RTK)技术后达到cm级精度。实时采集运动中赛艇的GPS数据,经事后处理得到赛艇轨迹、速度加速度曲线、速度高度曲线等。从中分析出赛艇航行各阶段的运动状态和技术指标,供运动员和教练员参考。实践证明这一方案完全可行,对提高运动成绩很有价值。     

偏瘫步态的检测和分析

介绍了步态分析的基本概念。和偏瘫步态相比，正常步态具有三个特点：１）脚步的稳定性，２）步长适当，３）耗能最小。在临床诊断中，基本的分析方法是将病人步态与正常步态作比较。用作者自行研制的由红外光点运动分析子系统和三维测力子系统组成的步态分析系统，对正常人和偏瘫病人的步态进行了检测。在一个步态周期中，地面对人脚作用力以及膝关节角度的变化情况，可用于评定偏瘫的水平。     

用频域方法实时计算运动中的脉搏数

为准确实时地检测出运动过程中人体的心率值 ,改进传统的心率计算方法是非常必要的。文中介绍了基于频域计算的离散 Fourier变换 (DFT)算法——改进的戈泽尔算法 ,实现了时域信号的频域分析。它克服了运动过程中所带进的干扰、减少了必须用于 DFT算法计算所需的脉搏包络的数据长度和 DFT所需的时间。文中还介绍了使用近红外光传感器检测脉搏波的方法 ,以及算法在 8bit的 EPSON单片机上的实现 ,并研制出了原型样机用于实际的检测。结果表明系统在实时脉搏检测上得到了比传统脉搏检测方法更好的效果     

用行走时下肢关节角度进行身份鉴别

为了对运动人体进行身份识别,研究行走中下肢关节角度作为分类依据的可行性与识别率问题。用3种方法进行特征矢量的选择:1)直接采用单一关节角度的原始值作为特征矢量;2)把3个关节角度的原始值都作为特征矢量;3)按照SandroGiannini提出的方法提取18个关节角度特征参数作为特征矢量。实验结果表明,除了单独采用髋关节角度作为特征矢量进行分类的识别率较低外(55%),采用其他特征矢量提取方法进行分类均能达到比较高的识别率(>80%)。证明膝关节角度、踝关节角度或3个下肢关节角度的组合带有足够的个人信息,是可以用来进行生物识别的。     

近红外光子在生物组织中迁移的仿真及应用

通过对光与生物组织相互作用物理本质的分析,介绍了一种求解光子在生物组织中迁移规律的蒙特卡罗计算方法。方法假定入射光为离散的光子,并受到生物组织的吸收和散射。认为光子在两次散射之间的长步和散射方向虽然是随机的,但可引入随机变量予以确定。对大量光子进行计算就可以获得光在生物组织中传播的宏观数据。将此方法用于脂肪组织,所得结果与实验符合甚好。说明此方法可用于检测人体皮下脂肪层的厚度,并对合理设计红外无损检测的传感器可提供依据     

用近红外光谱技术实现生物组织含氧量的无损检测

为了实现利用近红外光谱技术进行生物组织氧合无损检测, 引入了光在强散射介质中的吸收定律,利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法计算了光子在组织中的迁移路径长度。在此基础上设计了双波长反射式近红外组织氧合变化监护仪。通过组织液体模型和人体骨骼肌含氧量检测的实验,证实了其有效性。     

用PSD传感器实现多点运动轨迹的二维和三维实时检测

用位置敏感器作为传感器研制成一种性能优良的运动分析系统。它可以精确地确定多个动点的位置并实时给出其轨迹。文中介绍了传感器的工作原理、测试系统的构成及改善精度的技术关键，并以棍图形式给出多点位置的二维、三维实验结果。此项研究成果已于１９９０年７月通过鉴定。