基于Kinect的人體動(dòng)作比對(duì)分析及生物力學(xué)分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和生活水平的提高，人們也越來越重視身心的健康。體育運(yùn)動(dòng)作為提高身體素質(zhì)的主要方式，受到了大眾的青睞，大眾體育也到了蓬勃發(fā)展的時(shí)期。而專業(yè)運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)的缺乏，導(dǎo)致大眾在參與體育運(yùn)動(dòng)中存在動(dòng)作不規(guī)范，競技水平難以提高的問題，甚至?xí)?dǎo)致運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生。因此開發(fā)一套適合大眾使用的體育運(yùn)動(dòng)示教系統(tǒng)很有必要。
　　大眾體育示教系統(tǒng)包括三維運(yùn)動(dòng)捕捉、三維運(yùn)動(dòng)重建、人體動(dòng)作比對(duì)分析和人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析等功能。目前，本課題組已經(jīng)

2、在三維運(yùn)動(dòng)重建部分取得了階段性的成果，因此本文就運(yùn)動(dòng)捕捉、動(dòng)作比對(duì)分析和人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析三個(gè)方面開展了相關(guān)研究調(diào)研，在了解了每個(gè)部分的發(fā)展現(xiàn)狀和所存在的問題以及不足以后，本文開展了以下工作：
　　在三維運(yùn)動(dòng)捕捉方面，本課題采用微軟公司的Kinect體感攝像機(jī)來采集人體動(dòng)作數(shù)據(jù)。Kinect可以準(zhǔn)確地捕獲人體關(guān)鍵骨骼節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，且Kinect價(jià)格低廉、精度高且實(shí)用性高，對(duì)于表演者的動(dòng)作沒有限制，適合用于大眾體育示教系統(tǒng)。同時(shí)Ki

3、nect捕獲的人體動(dòng)作數(shù)據(jù)用骨骼表征，便于后續(xù)的運(yùn)動(dòng)重建和運(yùn)動(dòng)分析。
　　在人體動(dòng)作比對(duì)分析方面，考慮到動(dòng)作序列的高維度、不同步和易變性等特點(diǎn)，本文引進(jìn)了姿態(tài)距離聯(lián)合最長公共子序列的方法。姿態(tài)距離有效地解決了高維度的問題，并能體現(xiàn)出人體的空間結(jié)構(gòu)。最長公共子序列法能夠克服數(shù)據(jù)中的突變與漂移，并支持時(shí)間軸上的變形。此方法可以給出動(dòng)作比對(duì)分析的全局和局部匹配結(jié)果，為體育示教提供直觀的建議與指導(dǎo)。
　　在人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析方面，