基于电磁跟踪系统人体上肢运动测量

论文题目: 基于电磁跟踪系统人体上肢运动测量

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 姜明涛

导师: 张建国

关键词: 生物力学,人体上肢,仿生机构,电磁跟踪,传感器

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 人体运动的测量与分析具有十分重要的意义,广泛应用在康复工程、体育领域、人机工程、临床诊断、仿生机构、计算机图形学等领域。本文以Polhemus公司的六自由度电磁跟踪系统为基础,建立了基于电磁跟踪系统的人体上肢运动测量分析系统。 本文首先论述了人体运动测量分析的意义和方法,介绍了常用的几种人体运动跟踪检测方法。根据人体上肢的生理结构特点和运动特点,忽略肢体间的弹性变形,在刚体范畴内建立了三刚体七自由度的人体上肢运动学模型,用上肢的关节角度来描述上肢的运动状态。 接着对电磁跟踪系统利用传感器进行运动跟踪的原理、方法等相关的问题进行了论述。电磁跟踪系统输出的是传感器坐标系在发射源坐标系下的坐标和姿态,本文以电磁跟踪系统给出的数据为基础,根据逆向运动学、刚体动力学的相关理论,提出了一套利用电磁跟踪系统得到的初始数据计算上肢关节运动参数的算法。该算法可以利用附着在上肢上的传感器的位置和姿态数据计算出上肢在运动过程中各个关节转角的变化情况,并使用Visual C++编写程序实现了该算法。 最后用实验验证了算法和程序的正确性。并利用该实验方法对人体上肢在日常活动中的运动进行了测量实验。实验表明,基于电磁跟踪系统的上肢运动测量系统可以用于日常活动的测量,是一种方便快捷的测量方法。

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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本文来源: https://www.lw50.cn/article/c4313b6832f6c8a1e594d028.html