基于惯性测量单元的数字铁饼设计及数据处理算法研究

为了精确检测铁饼投掷的运动特征参数,设计了一种基于MEMS惯性测量单元和STM32FI03微处理器的数字铁饼系统,阐述了系统传感单元选择与配置、硬件电路设计和软件设计.针对铁饼竟技运动对数据精度的要求,通过对陀螺仪静态漂移误差的分析,给出一种补偿MTi陀螺仪随机漂移误差的Kalman算法.利用数字铁饼可以定量分析铁饼投掷过程中的运动特征,为运动员训练提供科学的依据.     

运动员生物力学信息获取平台的研究

在阐明运动员生物力学信息获取重要性的基础上,提出了一种运动员生物力学信息综合获取平台的构建思想,搭建了硬件平台,解决了运动员生物力学多目标多参数综合获取的难题,本系统采用局域网策略实现了不同数据源的同步测量问题,且系统具有很好的开放性.数据的采集、存储使用统一的数据规范,大大减小了数据处理的工作量,软件系统综合了多种智能方法,使信息的分析、融合与决策定量化、科学化.     

康复训练机器人——保持健康体魄，安享幸福晚年

本系统通过遥操作机器人技术、计算机网络技术与现代康复医学理论相结合,研制成功多款异构型康复训练机器人样机,辅助老年人等肢体运动功能障碍人群进行康复训练,并构建网络化远程康复训练机器人系统,实现一个治疗师可以同时监视和控制多台康复机器人对多个老人进行康复训练。该系统以北京四季青敬老院和上海市第一福利院为平台进行应用示范应用,得到了较好的评价。     

形式化方法和信号解释Petri 网在PLC 编程中的应用

针对传统的PLC 编程方式在解决复杂控制问题时存在的缺陷,采用一种将形式化和信号解释Petri 网(SIPN)应用于PLC 程序设计的方法. 通过一个机器人焊接单元的例子来说明这一设计过程,首先建立系统控制算法的信号解释Petri 网模型,验证其是否满足基本Petri 网的安全性、活性和可逆性的特征,然后利用模型检测工具Cadence SMV 对系统模型进行验证和确认(V&V),检验其是否满足SIPN 的确定性、终止性和输出正确性,从而避免了控制算法的设计过程中可能出现的并发、冲突和死锁等事件,由此设计出具有更高的正确性和可靠度的PLC 程序.     

基于图像特征的铅球投掷数据同步方法

为了在不干扰正常训练的情况下,实现数字铅球系统中的"力-姿"信息同步,提出了一种基于图像特征的非侵入式同步方法。采集高速图像序列后,利用圆度特征判决铅球出手帧,通过ROI设置及关键帧预判等方法提高算法效率,实验中对比分析了参数设置对算法效率的影响。实验结果表明,算法实现了高速高清图像的实时处理,同步准确率达到93.1%,有效地满足了辅助训练的需要。     

基于Visual C + +的水下机器人手爪作业过程仿真与实现

针对水下机器人手爪作业过程的仿真实现,提出了一种界面友好的虚拟动态展示方法.该方法在已有水下机器人手爪的机械模型基础上,通过环境设置和相对位置调节,模拟水下作业过程;为改善虚拟作业过程的交互性并降低设计难度,在Visual C 环境下用帧动画方法实现了动态过程的演示.该方法的思路和程序结构适用于类似应用场合.     

基于力测试的掰手腕机器人系统设计

在分析比较当前同类机器系统研究进展的基础上,介绍了ROBOAM-I系统的功能和设计原理,详细分析了机器人手臂部分的结构和力测试功能的实现。     

起落架的分布系统设计

针对传统的飞机起落架集中式控制系统布线复杂、线束成本高、可靠性相对较低等不足,提出一种分布式起落架控制系统,并介绍其总线协议、拓扑结构、配电配置等。     

基于惯性传感器件的跌倒检测系统设计

设计了一种基于MEMS三轴加速度计和双轴陀螺仪的可穿戴式跌倒实时检测系统,阐述了系统的传感单元选择与配置、硬件电路设计和软件设计,并给出了基于人体运动特征参数的跌倒识别算法.实验结果表明:系统可实现正常人体活动和跌倒行为的有效区分.     

基于时序分析的人体摔倒预测方法

提出一种基于人体动作状态序列时序分析法的人体摔倒预测方法。融合特征部位加速度信息为时间序列,选取摔倒过程中人体与低势物体碰撞前的过程序列段作为样本训练隐马尔可夫模型(HMM),通过分析输入序列与HMM的匹配程度实时分析当前时刻人体摔倒的风险。实验证明该方法取得良好的预测效果,并且可有效区分摔倒过程与其它日常生活行为过程。