一种柔性双足压力检测装置与步态分析系统设计研究

为了获取人机交互中的人体下肢运动信息,针对目前可穿戴助力机器人中感知系统可靠性差,信息特征模糊等缺点,在分析了机器人控制系统所需的交互信息的基础上,设计了一种适用于助力机器人的柔性双足压力信息采集与处理系统。该系统由前端的信息采集装置与终端的信号处理单元两部分组成,可以实时测量使用者行走过程中足底压力分布信息。相关实验结果表明,所设计的系统性能稳定,响应迅速,测得的数据信息特征明显,重复性好,能够较好的划分人体行走过程中的步态相位,为实现可穿戴助力机器人控制提供了保障。     

基于支持向量机的运动员脚力信息识别方法

如何快速准确地实现运动员脚力信息的自动识别对于构建一个智能的、实时的运动员训练指导系统至关重要.文中首次提出了使用支持向量机进行运动员脚力曲线自动分段的方法.在详细讨论和分析抓举运动员的六维脚力曲线特征的基础上,根据曲线对应的五个运动阶段,进行了特征提取,然后构造了基于支持向量机的多类模式分类器,实现了脚力曲线对应运动阶段的自动识别,取得了令人满意的分类效果,为构建举重运动员训练指导系统打下基础.     

运动生物力学信息的获取与处理

在阐明运动生物力学信息获取的意义和重要性的基础上,首先总结了运动生物力学信息获取的基本手段,重点介绍了一种基于微处理器的运动员投掷力实时获取装置的结构和基本原理,然后,讨论了运动生物力学信息分析与处理的方法,为体育科学的研究定量化、智能化和科学化打下基础。     

近红外静脉图像可视化算法

目前的静脉访问辅助设备通常利用近红外成像技术采集静脉图像。在直方图均衡化增强静脉图像的基础上,针对手背静脉穿刺辅助装置的实时性要求,本文提出按键触发检测的方式来实现静脉血管宽度可视化算法。该算法在医护领域进行实际系统的临床应用,可有效提高静脉访问成功率、减轻医护人员工作难度并造福病人。     

基于立体视觉的机械手未知平面内曲线跟踪

为了提高机械手应用的灵活性,增强机械手对动态环境的适应能力,降低机械手对工件位置的依赖性,采用立体视觉技术对未知平面的法线方向进行估计,根据工程应用中对末端执行器的速度以及位姿的实际要求,采用PID控制策略控制机械手末端执行器与工件之间的相对位姿.进行了仿真实验以验证所提方法的有效性,结果表明:该方法能够实现末端执行器和工件之间相对位姿的动态控制.     

基于UWB和IMU信息融合的室内定位算法研究

室内复杂环境下，移动机器人精确定位是实现机器人在半结构化场景下工程应用的关键。超宽带（UWB）测距定位是一种当前广泛应用于室内定位的高精度定位技术，最小二乘算法是精确定位的主流算法之一。受非视距（NLOS）、多径效应等因素影响，UWB定位在室内定位应用过程中存在定位数据抖动严重的问题，同时最小二乘法无法解算极值点定位数据，导致定位信息中断。为了解决UWB定位技术在室内定位过程中存在的精度低和稳定性差等难题，提出了基于扩展卡尔曼滤波（EKF）框架下融合UWB和IMU传感器信息的室内定位数据增强处理方法。其中IMU测量值作为滤波器的预测，UWB的测量值作为滤波器测量更新。融合定位算法可以弥补短期内定位数据丢失，降低定位数据的抖动，提高定位系统的稳定性，在半结构环境下具有更好的工程优势。     

数字式铅球传感器的研制及应用

介绍了一种数字铅球,它的质量与外形尺寸均与标准比赛用球一致,能够实时感知铅球运动员在投掷过程中人手施加于铅球的三维力信息。详细论述了此传感器的机械结构、数据采集系统及标定方法,并通过标定实验对传感器的线性度进行了验证,证明其具有良好的线性度。数字铅球具有准确度高、可靠性高、抗干扰能力强等特点,可用于铅球运动员的实际训练中。     

基于虚拟现实的步态训练康复机器人系统软件设计

提出了一种基于虚拟现实的步态训练康复机器人系统,该系统解决了传统下肢康复训练单一乏味的问题．虚拟游戏以脑-机接口为启动端口,以线程方式在系统中运行,以单例设计模式为主要模式,通过与系统控制主软件协同合作,对病人的步态速度、心跳等生理信息进行快速合理有效的存取操作,并将速度等信息恰当地体现在游戏中．引入虚拟游戏后,康复训练过程更有趣味性,这也在很大程度上提高了病人进行康复训练的积极性．     

双关节测力机械臂设计与控制方法研究

根据关节机械臂的运动特性，在分析用于测试人体手臂运动爆发力机械臂模型设计的基础上，利用人工神经网络的函数逼近、最优化计算等方面理论，结合实际人一机力交互系统的控制特点，提出一种神经网络控制方法。对基于力控制策略的机械手伺服系统进行优化，同时保证了系统的鲁棒性。通过实时信息获取与分析，准确地反映出人手臂随着时间推移的施力情况。     

数字铁饼的研制及实验研究

在体育科研领域中,尤其是对铁饼投掷而言,实时地获取运动员投掷过程中铁饼的运动学和动力学数据,对于定量分析运动员的技术动作具有十分重要的意义。本研究针对铁饼运动员投掷动作的特点,提出了一种新的基于惯性测量原理的铁饼运动员运动学和动力学数据采集方法,并据此研制了一种数字铁饼。详细介绍了数字铁饼的结构设计、测量原理及相关的实验情况。实验结果表明,数字铁饼能准确反映运动员的关键动作特征,满足科学化训练的要求。