基于視頻圖像處理的跑步機(jī)速度自適應(yīng)控制技術(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著物質(zhì)生活水平的提高,越來越多的人開始關(guān)心自身的健康狀態(tài),并積極投入健康運(yùn)動,電動跑步機(jī)體積小、節(jié)約空間、操作簡便,已經(jīng)成為常用的健身器材之一。然而,傳統(tǒng)電動跑步機(jī)的使用過程中,跑步者必須被迫調(diào)節(jié)自身速度去適應(yīng)跑步機(jī)預(yù)設(shè)的固定速度,嚴(yán)重影響跑步者運(yùn)動時的主動性和輕松感,也限制了電動跑步機(jī)的應(yīng)用拓展;機(jī)械跑步機(jī)雖能實現(xiàn)速度的自跟隨,但其對運(yùn)動者肌肉關(guān)節(jié)的損傷不容忽視。因此,一種能夠判斷運(yùn)動者加減速意圖,并實時控制跑步機(jī)電機(jī)速度的技術(shù)變得

2、尤為重要,速度自適應(yīng)跑步機(jī)在日常鍛煉與醫(yī)療復(fù)健領(lǐng)域都有著廣闊前景。
  本課題從計算機(jī)視覺的角度著手,基于對運(yùn)動者走、跑的視頻圖像序列的處理,取得人體的運(yùn)動特征并對其進(jìn)行分析,提出實時控制跑步機(jī)電機(jī)速度的方案,最終實現(xiàn)跑步機(jī)的速度自適應(yīng)控制。本課題主要有以下三方面工作:
  (1)運(yùn)動圖像的提取。通過攝像頭采集實驗者的運(yùn)動圖像序列,基于良好的背景模型,通過背景消除法得到運(yùn)動者的圖像,并對圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)、圖形學(xué)處理,獲得良好的

3、運(yùn)動目標(biāo)圖像信息。
  (2)運(yùn)動特征的分析。利用人體解剖學(xué)知識,對獲取的運(yùn)動目標(biāo)圖片進(jìn)行分析處理,獲得運(yùn)動目標(biāo)的各關(guān)節(jié)特征,得出目標(biāo)相對位移參量,軀干傾斜角參量,為跑步機(jī)的速度控制的實現(xiàn)提供判定基礎(chǔ)。
  (3)跑步機(jī)的速度控制。由前兩部分所得結(jié)論,以運(yùn)動目標(biāo)在連續(xù)運(yùn)動狀態(tài)下的相對位移為參量,建立參量與跑步機(jī)電機(jī)速度之間的數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)調(diào)速目的。
  試驗結(jié)果表明,本設(shè)計中的跑步機(jī)在速度調(diào)整周期內(nèi),能夠完成速度匹配,

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