人體重量一維分布識別系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題來源于國家體育總局項目“國家體育攻關課題2011B045”。人體重量一維分布識別系統(tǒng),主要由稱床、數(shù)碼相機、系統(tǒng)軟件、微機及電子稱組成。其識別方法是:將人體簡化為鉸桿系統(tǒng),在此基礎上建立與人體總重靜力等效的沿長度方向的集中重力分布模式和重力密度分布模式,進而建立起識別方程和模式轉換方程,人體只需要在稱床上按規(guī)定順序擺出規(guī)定的姿態(tài),通過數(shù)碼相機和電子稱分別對每個姿態(tài)對應的幾何參數(shù)和力學參數(shù)進行采集并輸入微機,應用識別方程、模式轉換方

2、程和調參法就可求解出人體重量沿身高方向的一維分布。但是,由于人體各環(huán)節(jié)質量差距很大,姿態(tài)參數(shù)采集時,就需要大量程的力傳感器進行測量,這就要求力傳感器的精度要相當高,如何保證大量程力矩測量精度成為人體重量一維分布識別系統(tǒng)的核心。
　　參考前人對人體及其環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的測量原理和方法的研究,我們基于一維平衡板測量人體總重心的測量方法上對測量裝置進行改進,把原有單一力的測量轉換成長度和小量程高精度力值的測量,設計了新的測量裝置,使得不僅能

3、夠進行大量程的力矩測量,而且能夠提高原來的識別精度。本文主要研究如下:
　　①介紹了國內外關于人體及其環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的研究現(xiàn)狀,探討了目前人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的研究新思路。闡述了人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)研究的方法以及獲取人體環(huán)節(jié)慣性參數(shù)的實驗方法。
　?、谌梭w重量一維分布識別原理的介紹,人體重量一維分布測量裝置的設計以及裝置中步進電機、力傳感器、傳動裝置、數(shù)據(jù)采集模塊等硬件設施的選擇。
　　③開發(fā)了人體重量一維分布識別系統(tǒng)軟件,該系

4、統(tǒng)軟件是基于windows平臺的應用軟件,不僅能夠實現(xiàn)對步進電機的自動控制和人體姿態(tài)的攝像定位,而且能夠進行數(shù)據(jù)的實時采集,數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)處理及顯示。測試軟件采用模塊化設計,主要分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、人體環(huán)節(jié)參數(shù)模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及基于雷賽控制卡的步進電機驅動模塊。使得系統(tǒng)的一體化程度更高、可操控性更好。
　?、苓M行實驗驗證,實驗分為標準質量塊測試和人體假人當量模型測試,因為人體重量一維分布測試系統(tǒng)的力傳感器部分精度