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动作捕捉(Motion capture)是一种记录或描绘人体以及其他物体动作的技术,广泛运用于体育、娱乐、影视、医疗、军事等领域。本文简要介绍一种基于惯性传感器与Zigbee网络实现的动作捕捉系统。该系统通过安装在人体不同部位的惯性传感器获得动作信息,并通过Zigbee无线传感器网络协议将数据上传给上位机。 相似文献
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对人体运动姿态惯性数据的实时捕捉和采集,可以在线分析运动员的动作有效度和复杂度。当前的数据捕捉系统采用串行单工设计方案,数据采集和处理的实时性不好。基于TMS320VC5409A数字信号处理器,设计多总线结构的人体运动姿态惯性动作数据捕捉系统。结合人体的肌肉骨骼模型,进行传感器节点布置,实现对人体运动姿态的全信息感知。得到运动姿态数据捕捉的数据采集信号生成模型,计算运动姿态数据的几何特征,基于5409A多总线结构进行系统设计实现。实验结果表明,该系统能模拟出更逼真的人体运动,数据捕捉性能稳定,实时性好,在运动姿态评估和跟踪等领域具有很好应用价值。 相似文献
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对人体体育运动训练过程中的受力行为进行分解建模,可以定量分析人体受力特征,为实现多传感器信息融合的运动受力行为识别奠定基础。传统方法中采用熵聚类泛函的人体运动神经元受力行为分析方法,无法实现对复杂运动状态下的人体受力缺失数据的模拟和分析。提出一种基于RFID缺失数据概率泛函的人体运动受力行为分解,将加速度传感器与RFID结合,采用缺失数据概率泛函算法对感知的运动关节节点进行受力行为分解,提取了不同传感器节点输出信号关联特征,实现对人体运动特征行为分解算法和模型的改进。实验结果表明,该模型能准确采集到人体的上体和下肢的运动受力数据,受力行为分解准确具体,定量刻画人体在各种运动模型下的受力特性,从而指导运动训练,应用价值较高。 相似文献
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为改进远程实时授课交互方式提出一个新的解决方案,即运用运动捕捉技术捕捉人物行为和表情,抽象出运动数据以驱动人体三维模型＂替身＂进行实时运动。这一方案的设计充分体现以教师为主导,以学生为主体的教育理念,通过改进现有的实时虚拟现实课堂系统的方式,最终实现远程实时授课系统师生以及生生之间最大程度的交互。 相似文献
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篮球运动现场的球员运动姿态数据的感知系统设计,可以快速捕获运动技术特征,对分析运动员的技术动作,对预测篮球运动员的训练水平和比赛表现提供数据和技术支持。传统的篮球比赛现场运动姿态数据感知系统采用VICON动作捕捉系统进行姿态数据调整,采用傅立叶变换处理方法实现数据的实时调度和处理,不能实现对宽频带大功率数据的有效感知。本文提出一种基于宽频带大功率基阵的现场运动姿态数据感知算法,并进行系统设计。分别设计了传感器设备、数据传输设备、数据处理设备和信号感知设备。对篮球运动员的人体运动姿态进行传感器感知,采用3D SUIT操作,将各个传感器连接起来,构建基于宽频带大功率基阵的运动特征提取算法,进行信息感知。系统实验结果表明,该系统具有较好的数据感知性能,能实时实现数据转换和调度,进行技术分析,篮球运动现场的运动姿态数据感知性能稳定,实时性好,实现多通道多状态的信息感知和控制,对篮球训练和比赛具有提供数据支持。 相似文献
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《科技通报》2015,(10)
传统方法构建的高空运动落体后对膝盖的冲击力学分析模型只能求解局部的膝关节受力和发力参数,对膝盖及下肢的各个关节驱动作用和受力冲击运动势能等参数求解建模困难。提出一种基于七连杆驱动结构的高空运动落体后的冲击动力学分析模型。构建人体在高空落地后的下肢膝盖的运动链数学模型,分析落地冲击对膝盖的运动链位姿变换关系,采用7连杆驱动结构对人体高空落地后的下肢进行7连杆结构分解,采用Lagrange动力学方程实现对冲击力学参数的全局分析,得出优化解向量。仿真结果表明,采用该受力分析模型,对膝盖冲击力的受力分析逼近于理论值,计算精度较高,性能优越,为体育训练和运动医疗提供准确的数据基础。 相似文献
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光纤光栅加速度传感器广泛的被应用于军事和民用领域。其基本原理是利用光波长做为传感信号,在惯性空间设置质量块,通过光波长的变化以感知被测物体作加速度运动时所产生的惯性力或位移,据此即可测量出相应的加速度。 相似文献
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《中国科技信息》2021,(13)
3D(3-dimension)全息影像技术是一种将三维全息投影,3D打印技术和智能手术刀进行结合以实现人体的虚拟和再现的方法,具有高仿真性,高灵敏性,较高识别度的优点,是一种新型的虚拟成像,模拟实物的方法。本文介绍了全息影像技术的基本原理,被摄物体在激光辐照下会形成漫射式的物光束,利用光的干涉与衍射原理实现物体光波信息记录与再现,再利用一套基于单片DMD的无透镜式三维彩色全息投影系统,得到真彩色三维物体成像。搭载智能手术刀,实现虚拟人体,模拟触觉的效果。虽然全息影像技术的研究取得了一定成绩,但还有许多理论和实验方面的内容亟待解决,仍处于初级研究阶段,同时指出了该技术研究面临的诸多挑战。 相似文献
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传统方法构建的人体动力学仿真模型只能求解整体受力和发力参数,对各个关节驱动作用力矩的求解模型未提及。提出一种基于7连杆模型结构的人体下肢动力学分析模型,引入机械系统动力学分析用的ADAMS软件到人体动力学分析中,求解各种运动模式下人体下肢左右腿各关节驱动作用力矩。对人体运动Lagrange动力学方程式进行优化求解,得出详实的理论分析值和仿真数据,并进行对比分析。仿真实验表明,构建的单腿支撑和跑步运动模型下的人体下肢动力学分析模型,能有效准确地仿真计算出人体下肢全部关节的驱动力矩,仿真结果为分析人体最佳发力模式,指导和优化体育训练具有很好的理论参考价值。 相似文献
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随着现代社会对"智能化"的不断追求,发明一种新的高效的人机交互方式日益成为人们研究的重点方向。本文采用了摄像头捕捉人体动作,由上位机进行图像处理,然后发送指令给下位机的方式来进行体感遥控的新尝试。该系统借助Opencv函数库,对摄像头采集的图像进行三层处理:前端处理实现对运动特征的提取,中端处理实现对手势的准确辨认;末端处理实现对手势意图的准确翻译。实验结果表明,该系统可以实时有效的识别手势并准确发出指令遥控小车运动,实现了人体手势对智能系统如智能小车的体感遥控。该手势控制系统具有可观的应用前景,可以为人们的生活带来更加智能化的体验。 相似文献
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运动捕捉仪是解决数码艺术领域游戏和影视三维动画关键技术设备;通过分析运动捕捉仪在国内发展现状和技术难点,提出运动捕捉仪更高层次的发展需在智能角色表情方面做深入研究,建立特定行为风格的重用性模型,实现个性化特征与智能角色表情数据的有机融合。 相似文献
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在人体运动跟踪建模中,需要对样本集的多样性特征进行贫化处理,以提高全关节驱动模式运动状态跟踪的准确性。传统方法采用量子进化和粒子滤波算法进行人体运动跟踪贫化算法实现,算法在全关节多样化样本特征运动模式下,跟踪效果不好。提出一种采用动态分层二值进化处理的改进的量子进化粒子滤波全关节驱动模式跟踪方法,解决多样本特征的贫化问题。进行人体全关节驱动模式动力学分析及人体运动跟踪模型构建,通过动态分层处理技术,获得二值前景图像,求得人体关节的全方位信息特征,通过动态分层二值进化方法,准确地找到各关节位置,构建亮度模型函数,实现贫化处理。实验表明,改进算法能实现对体操运动员运动幅度大的肘、腕、踝部位均得到了准确的跟踪结果,贫化效果较好,运动状态估计精度较高。 相似文献
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《黑龙江科技信息》2020,(5)
针对家居智能化的研究现状,设计并实现了一种低成本、低功耗、安全性高的无线通讯智能家居系统。该系统采用cc2530微控制器的Zigbee无线协议栈。网关主控器采用ST公司生产的STM32F103C8T6处理器采集来自温湿度、烟雾、人体红外、光照强度等传感器收集到的数据,并驱动风扇、照明灯、加湿器等家用设备。通过组建Zigbee无线通讯网络实现网关端协调器与底层环境监测传感器和电气设备控制模块的数据通信,实现网关接收平台对家庭设备的控制。该方案以微信小程序作为主要的人机交互界面,极大地提升了远程控制体验。本方案是一套以节省能源、高效、准确,可扩展为前提的行之有效的智能家居系统的解决方案,同时该系统实用性强,具有良好的发展前景和广阔的市场。 相似文献
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两个物体在发生力的相互作用时,其实质是两个物体各自的动量发生了合成。两个物体各自有一定的速度和质量,速度与质量的乘积就是物体的动量,两个物体接触时其动量就会发生合成。在合成过程中,大动量的物体会对小动量的物体的运动发挥更大的影响力,小动量的物体难以给大动量的物体的运动带来同等的影响力,因此"力的作用是相互的"这种说法不对。人走路时,人体的前进是人体肌肉发力和地球对人体的作用力相结合的结果,人不是靠与地面之间的摩擦力向前的。 相似文献
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运动员进行不同的运动项目时,关节所成的角度,运动速度有差异,造成特征捕捉点不能很好对应关键区域,形成特征凌乱对应误差,影响形状基计算的准确性。传统的体育运动图像三维重建算法,受到形状基凌乱的影响,后期建模准确性很难控制。因此提出随机体育运动图像捕捉点虚拟重建中凌乱误差控制算法。利用因式分解法,建立人体运动时的三维动态仿真模型,运用stolt变换将所有图像捕获点的的方位偏移率调整为相同,使其在进行特征匹配时不会产生过大误差,对于过大的凌乱残余误差,进行三阶运动补偿,实现人体运动图像序列中的三维动态仿真建模。实验结果表明,这种算法提高了人体运动图像序列三维动态仿真的真实性。 相似文献
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人体动作捕捉系统是一种利用数字信息技术来测量人体在三维空间运动信息的技术装备,已经被广泛运用于虚拟现实、生物力学、游戏、医疗康复、体育竞技等其他人机交互领域。本文通过数据库检索、筛选、统计和分析国内外有关动作捕捉的专利申请,梳理了动作捕捉领域的技术发展脉络,对各主要技术分支的申请量进行统计,同时,对动作捕捉领域的核心专利和重要申请人进行分析。 相似文献
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人脸运动捕捉技术是采用专业的动捕设备对人脸面部表情轨迹进行采集,将捕捉到的人脸面部运动数据进行处理和分析,实现对人脸表情进行动画仿真的一门学科。本文主要介绍了Vicon Cara面部捕捉系统,对人脸面部数据采集方法进行分析与处理应用,主要包括对系统软硬件设备的介绍,人脸面部数据采集准备工作,以及采集后对数据的优化处理等工作。这套系统是目前使用广泛的面部捕捉系统,无论是在影视动画和游戏制作方面,还是语言研究及教学等方面应用越来越多。 相似文献