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基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法
被引量:
3
1
作者
黄学祥
时中
+1 位作者
宋爱国
胡天健
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期283-288,共6页
为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基...
为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基于四元数的关节空间非奇异映射算法,用于构建虚拟手臂模型,并利用该模型直接控制远端机器人的关节空间.试验结果表明,该方法可以直接控制远端机器人的关节空间,关节空间控制误差小于0.2°;末端位置控制精度小于10 mm,与基于手控器的传统主从遥操作方法相当.因此,基于惯性动作捕捉的主从遥操作方法不仅可以对远端机器人末端位置进行精确控制,而且可以直接控制远端机器人的关节空间,提高操作者的直观性和灵活性.
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关键词
主从遥操作
惯性动作捕捉
虚拟手臂模型
关节空间映射
四元数
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职称材料
适用于惯性动作捕捉与复现系统的轨迹捕捉算法及其实现
被引量:
5
2
作者
兰洋
李杰
+2 位作者
张艳艳
车晓蕊
杨文卿
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期715-719,732,共6页
针对惯性动作捕捉与复现系统轨迹捕捉过程中由于零速检测不准确、姿态角误差发散造成捕捉到的轨迹不够平滑进而导致动画复现过程中人体模型发生严重抖动甚至位置跳变的问题,提出了一种基于改进零速检测的轨迹捕捉算法,可得到较高平滑度...
针对惯性动作捕捉与复现系统轨迹捕捉过程中由于零速检测不准确、姿态角误差发散造成捕捉到的轨迹不够平滑进而导致动画复现过程中人体模型发生严重抖动甚至位置跳变的问题,提出了一种基于改进零速检测的轨迹捕捉算法,可得到较高平滑度的轨迹。本文结合试验分析了零速检测误检源,并根据拉依达准则优化了检测算法,在此基础上构建了完整的轨迹捕捉Kalman滤波算法框架,其内嵌的姿态深度修正模块可有效抑制姿态角误差发散。最后通过实物试验,从精度和稳定性两方面验证了轨迹捕捉算法的可行性,试验表明,本文所述轨迹捕捉算法能得到较高平滑度的行走轨迹,因此能在一定程度上减小动画复现过程中人体模型的抖动,具有重要的工程意义。
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关键词
惯性动作捕捉
与复现系统
轨迹
捕捉
算法
零速检测
姿态角深度修正
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职称材料
速度滑冰经济性与运动表现及下肢运动学特征的相关性研究
3
作者
郭磊
刘宇
杨金田
《西安体育学院学报》
北大核心
2025年第2期226-235,共10页
目的探究运动员长距离速度滑冰经济性(SSE)与运动成绩及下肢运动学特征的关系。方法招募30名优秀长距离速滑男运动员,运用便携式气体代谢仪在冰场测定无氧阈速度和在70%、80%、90%无氧阈速度下的SSE;采用惯性运动捕捉系统获取80%无氧阈...
目的探究运动员长距离速度滑冰经济性(SSE)与运动成绩及下肢运动学特征的关系。方法招募30名优秀长距离速滑男运动员,运用便携式气体代谢仪在冰场测定无氧阈速度和在70%、80%、90%无氧阈速度下的SSE;采用惯性运动捕捉系统获取80%无氧阈速度滑行中的运动学指标。采用皮尔逊相关分析法探究运动成绩及运动学指标与SSE之间的相关性。结果运动成绩与3种速度下的SSE(r=0.706~0.743,P<0.01)均高度相关;SSE与单步长(r=0.603,P=0.016)、双支撑时间(r=0.454,P=0.034)中度相关;与触冰时刻髋关节外展角度(r=0.453,P=0.046)以及大腿(r=0.512,P=0.032)、小腿(r=0.475,P=0.041)、足(r=0.431,P=0.029)矢状轴加速度成中度相关;与蹬冰时刻髋、膝关节屈曲角度(r=-0.562,P=0.035;r=-0.623,P=0.027)以及离冰时刻踝关节旋转角度(r=0.435,P=0.029)、足矢状轴加速度(r=0.475,P=0.033)也具有中度相关性;另外,SSE还与质心垂直轴与额状轴加速度峰值比值(r=-0.712,P=0.019)高度相关。结论优秀运动员具有更好的SSE,充分的蹬冰距离和时间、适宜的蹬冰角度和时机以及流畅的动作衔接有利于改善运动员的SSE。
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关键词
速度滑冰
运动经济性
氧耗量
惯性动作捕捉
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职称材料
题名
基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法
被引量:
3
1
作者
黄学祥
时中
宋爱国
胡天健
机构
北京跟踪与通信技术研究所
东南大学仪器科学与工程学院
清华大学航天航空学院
出处
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第2期283-288,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11402004)
文摘
为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基于四元数的关节空间非奇异映射算法,用于构建虚拟手臂模型,并利用该模型直接控制远端机器人的关节空间.试验结果表明,该方法可以直接控制远端机器人的关节空间,关节空间控制误差小于0.2°;末端位置控制精度小于10 mm,与基于手控器的传统主从遥操作方法相当.因此,基于惯性动作捕捉的主从遥操作方法不仅可以对远端机器人末端位置进行精确控制,而且可以直接控制远端机器人的关节空间,提高操作者的直观性和灵活性.
关键词
主从遥操作
惯性动作捕捉
虚拟手臂模型
关节空间映射
四元数
Keywords
master-slave teleoperation
inertial motion capture
virtual arm model
joint-space mapping
quaternion
分类号
TP334.2 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
适用于惯性动作捕捉与复现系统的轨迹捕捉算法及其实现
被引量:
5
2
作者
兰洋
李杰
张艳艳
车晓蕊
杨文卿
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
兰州资源环境职业技术学院
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期715-719,732,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51575500)
高等学校中青年拔尖创新人才支持计划项目
文摘
针对惯性动作捕捉与复现系统轨迹捕捉过程中由于零速检测不准确、姿态角误差发散造成捕捉到的轨迹不够平滑进而导致动画复现过程中人体模型发生严重抖动甚至位置跳变的问题,提出了一种基于改进零速检测的轨迹捕捉算法,可得到较高平滑度的轨迹。本文结合试验分析了零速检测误检源,并根据拉依达准则优化了检测算法,在此基础上构建了完整的轨迹捕捉Kalman滤波算法框架,其内嵌的姿态深度修正模块可有效抑制姿态角误差发散。最后通过实物试验,从精度和稳定性两方面验证了轨迹捕捉算法的可行性,试验表明,本文所述轨迹捕捉算法能得到较高平滑度的行走轨迹,因此能在一定程度上减小动画复现过程中人体模型的抖动,具有重要的工程意义。
关键词
惯性动作捕捉
与复现系统
轨迹
捕捉
算法
零速检测
姿态角深度修正
Keywords
inertial motion capture and reproduction system
trajectory capture algorithm
zero speed detection
atti-tude angle depth correction
分类号
V241.62 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
速度滑冰经济性与运动表现及下肢运动学特征的相关性研究
3
作者
郭磊
刘宇
杨金田
机构
上海体育大学运动健康学院
山东工商学院体育教学部
河北经贸大学公共管理学院
出处
《西安体育学院学报》
北大核心
2025年第2期226-235,共10页
基金
国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项(2019YFF0302005)
山东省社会科学规划研究项目(24CTYJ06)。
文摘
目的探究运动员长距离速度滑冰经济性(SSE)与运动成绩及下肢运动学特征的关系。方法招募30名优秀长距离速滑男运动员,运用便携式气体代谢仪在冰场测定无氧阈速度和在70%、80%、90%无氧阈速度下的SSE;采用惯性运动捕捉系统获取80%无氧阈速度滑行中的运动学指标。采用皮尔逊相关分析法探究运动成绩及运动学指标与SSE之间的相关性。结果运动成绩与3种速度下的SSE(r=0.706~0.743,P<0.01)均高度相关;SSE与单步长(r=0.603,P=0.016)、双支撑时间(r=0.454,P=0.034)中度相关;与触冰时刻髋关节外展角度(r=0.453,P=0.046)以及大腿(r=0.512,P=0.032)、小腿(r=0.475,P=0.041)、足(r=0.431,P=0.029)矢状轴加速度成中度相关;与蹬冰时刻髋、膝关节屈曲角度(r=-0.562,P=0.035;r=-0.623,P=0.027)以及离冰时刻踝关节旋转角度(r=0.435,P=0.029)、足矢状轴加速度(r=0.475,P=0.033)也具有中度相关性;另外,SSE还与质心垂直轴与额状轴加速度峰值比值(r=-0.712,P=0.019)高度相关。结论优秀运动员具有更好的SSE,充分的蹬冰距离和时间、适宜的蹬冰角度和时机以及流畅的动作衔接有利于改善运动员的SSE。
关键词
速度滑冰
运动经济性
氧耗量
惯性动作捕捉
Keywords
speed skating
economy kinematics
oxygen cost of transport
inertial motion capture
分类号
G862.180.462 [文化科学—体育训练]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法
黄学祥
时中
宋爱国
胡天健
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
适用于惯性动作捕捉与复现系统的轨迹捕捉算法及其实现
兰洋
李杰
张艳艳
车晓蕊
杨文卿
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
速度滑冰经济性与运动表现及下肢运动学特征的相关性研究
郭磊
刘宇
杨金田
《西安体育学院学报》
北大核心
2025
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