基于體感交互設(shè)備的人體重心計算方法.pdf

1、一I衣詹霹落黯，女艟J嗣日’，墨7UJ、)’碩士學(xué)位論文固基于體感交互設(shè)備的人體重心計算方法研究生：指導(dǎo)教師：培養(yǎng)單位：一級學(xué)科：二級學(xué)科：’、完成時間：、答辯時間：楊再興王蔚教授教育科學(xué)學(xué)院教育學(xué)。教育技術(shù)學(xué)一r2017年5月’1日2017年5月3日摘要摘要人體重心是反映人體形態(tài)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布特征的基本參數(shù)，在中小學(xué)體育教學(xué)、體育運動等領(lǐng)域有著重要的作用，尤其是對人體平衡能力進(jìn)行測評時，重心是一個非常重要的生物力學(xué)參數(shù)，因此人體重心的

2、測量具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價值。目前，體感交互技術(shù)己廣泛應(yīng)用于教學(xué)、體育鍛煉和醫(yī)療康復(fù)等諸多領(lǐng)域，在體感交互的環(huán)境下獲取人體重心存在誤差大、缺乏個性化等問題。本文采用體感交互設(shè)備Kinect獲取人體的25個關(guān)節(jié)點坐標(biāo)，結(jié)合力矩合成法，構(gòu)建了包含19個關(guān)節(jié)的人體重心計算的關(guān)節(jié)模型，提出了基于體感交互設(shè)備Kinect計算人體重心位置的實時線性計算方法。借助平板壓力測試系統(tǒng)Footscan獲取的壓力中心(thecenterofforce，COF

3、)數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)重心數(shù)據(jù)。將實時線性計算方法獲得的人體重心數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)重心數(shù)據(jù)(共17組)進(jìn)行對比，結(jié)果顯示：實時線性計算方法獲得的重心數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)重心數(shù)據(jù)具有長期的共同的隨機(jī)性趨勢，并且P值均小于o03；隨著動作幅度的減小，該趨勢不斷增強，但相對誤差卻是增大的。結(jié)果表明：該實時線性計算方法可以用來測量人體重心，尤其在幅度較大的動作的測量中，相對誤差更小。由于基于體感交互設(shè)備Kinect的實時線性計算方法較依賴人體環(huán)節(jié)模型，為提高體感交互環(huán)境

4、下重心計算的精度，適應(yīng)每個參與測試的不同個體的運動特征，本研究使用了多元線性回歸方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回歸方法、支持向量回歸方法等三種回歸方法重新構(gòu)建了人體重心計算的關(guān)節(jié)模型。通過三種回歸方法得到的重心計算回歸模型的平均絕對誤差(Meanabsoluteerror，MAE)分別為249mm、220mm、o50mm，全部低于實時線性計算方法的絕對誤差均值712ram，并且使用支持向量回歸的方法能達(dá)到較好的改進(jìn)效果。本研究在人體重心的實時計算方