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一种新的分段生物电阻抗评估人体成分方法的实现:人体参数相关性分析

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生物医学工程学杂志 2001年第4期18卷 554-556页

作者：肖贵遐刘国庆李湘荣郭云波吴建春第一军医大学生物医学工程系广州510515

用分段生物电阻抗方法评估人体成分需测量人体各段的长度或横截面积 ,增加了这种方法的复杂性。本文通过分析人体参数间相关性 ,得到了用性别、身高、体重表示的各段参数的线性回归等式。

关键词：分段生物电阻抗人体成分相关性人体参数

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人体参数不确定性对大跨结构动力响应的影响

人体参数不确定性对大跨结构动力响应的影响

作者：董余健江苏大学

学位级别：硕士

随着社会发展,绿色环保的生活理念越来越受到人们的重视,而随着建筑工业化的不断推进,这种生活理念也不断渗入其中。建筑行业的重复化和装配化施工具有比普通方式更加绿色环保的优良特性,这样的建筑形式也被更多的世界发达国家所认可,... 详细信息

随着社会发展,绿色环保的生活理念越来越受到人们的重视,而随着建筑工业化的不断推进,这种生活理念也不断渗入其中。建筑行业的重复化和装配化施工具有比普通方式更加绿色环保的优良特性,这样的建筑形式也被更多的世界发达国家所认可,逐渐引领建筑行业向着不一样的方向发展。其中,钢-木组合楼盖作为一种新型结构,其木材资源充足、结构自重较轻、工程造价低、技术经济效益高和施工工期短,使其逐渐进入大众的视野。钢-木组合楼盖与国家倡导绿色建筑和建筑产业化的发展战略相呼应,其应用前景大大改善。由于采用轻质高强材料和新的施工工艺,楼盖结构的整体性和刚度下降,振动舒适性问题成为需要重点关注的问题。因此,开展新型楼盖人致荷载作用下结构动力响应的研究工作是非常有意义的。本文以大跨钢-木组合楼盖结构为研究对象,系统开展了人致荷载作用下大跨结构动力相应分析。主要研究内容包括:(1)采用有限元软件ABAQUS建立了新型钢-木组合楼盖结构分析模型,并利用ABAQUS中的用户子程序Vdload模拟人致移动荷载。采用Spring单元模拟人-结构相互作用。优选利用Spring单元的刚度和阻尼,开展不同人致荷载下钢-木组合楼盖的结构振动响应分析。计算分析表示,模拟结果与实测结果对比吻合较好,表明利用Spring单元和Vdload子程序可以较好的模拟考虑人-结构相互作用下的结构振动响应。(2)深入研究了考虑人-结构相互作用时,步行荷载作用下钢-木组合楼盖结构动力特性。基于有限元模拟计算定点加载和单步移动下的楼盖结构竖向峰值加速度,分析人-结构相互作用对结构动力特性的影响规律。在考虑人-结构相互作用时,结构峰值加速度有所减小,且比较未考虑人-结构相互作用的结构峰值加速度更加接近实测情况。当选取不同的步行荷载时,对组合楼盖的振动响应有较大的影响。(3)深入研究了考虑人-结构相互作用时,跳跃荷载作用下钢-木组合楼盖结构的动力特性。基于半正弦平方跳跃荷载模型,讨论1.5Hz和2.67Hz跳跃荷载作用下大跨组合楼盖结构竖向峰值加速度变化情况。分析了不同位置跳跃荷载单点激励下钢-木组合楼盖结构加速度响应,探究了人体参数和跳跃荷载模型对大跨结构动力响应的影响。当跳跃频率增大时,人-结构相互作用对结构的影响更加明显,结构峰值加速度减小的程度更大。跳跃频率的变化对组合楼盖的振动响应有一定的影响,且跳跃频率增大时,对结构振动响应影响更加显著。跳跃荷载模型的不同,同样对结构的振动响应有一定的影响。(4)系统研究了考虑人-结构相互作用下人致结构竖向峰值加速度。建立了有序排列人群跳跃和随机分布人群跳跃荷载两种模式,分析了人群跳跃荷载作用下组合楼盖结构的振动响应。研究表明,在有序排列人群跳跃荷载作用下,考虑人-结构相互作用时,结构的峰值加速度最多降低了16.5%;而在随机人群跳跃荷载作用下,考虑人-结构相互作用时,结构的峰值加速度最多降低了20.5%,故计算分析人群跳跃荷载作用下大跨组合楼盖的结构振动响应考虑人-结构相互作用。

关键词：钢-木组合楼盖移动荷载人-结构相互作用随机人群跳跃荷载人体参数有限元分析

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基于激光传感器的人体参数化运动学模型构建

激光杂志 2021年第6期42卷 103-107页

作者：周建伟许昌学院河南许昌461000

为了实现对人体运动参数准确跟踪识别,提出基于激光传感器的人体参数化运动学模型。采用激光传感器进行人体运动参数检测,结合激光传感信息融合方法建立人体参数化运动学特征检测的阵列分布模型,通过模糊信息融合方法提取人体参数的关... 详细信息

为了实现对人体运动参数准确跟踪识别,提出基于激光传感器的人体参数化运动学模型。采用激光传感器进行人体运动参数检测,结合激光传感信息融合方法建立人体参数化运动学特征检测的阵列分布模型,通过模糊信息融合方法提取人体参数的关键特征量,根据高维矩阵特征分解方法建立人体参数化运动学激光传感数据特征分解模型,在邻近点中进行人体参数化运动学传感信息融合,结合局部重建和权重分析方法,建立人体运动参数估计模型,对采样的激光传感大数据进行人体动作识别,插入人体采样点,通过识别人体动作的关键特征点,实现人体参数化运动学模型构建。实验结果表明,采用该方法进行人体参数化运动学模型构造的特征辨识能力较好,动作跟踪识别能力较强,提高了人体运动参数估计和检测能力。

关键词：激光传感器人体参数运动特征提取识别

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基于人体参数动态检测的室内热舒适调控研究

基于人体参数动态检测的室内热舒适调控研究

作者：周志杨西安建筑科技大学

学位级别：硕士

据统计学分析,人们有80%～90%的时间待在室内,室内环境控制结果直接影响人体热舒适,因此研究热舒适调控对提高室内人员工作效率和生活质量有重要意义。建筑物的热舒适控制研究广泛采用预测平均投票(PMV)指标进行评价和分析,包括四个环... 详细信息

据统计学分析,人们有80%～90%的时间待在室内,室内环境控制结果直接影响人体热舒适,因此研究热舒适调控对提高室内人员工作效率和生活质量有重要意义。建筑物的热舒适控制研究广泛采用预测平均投票(PMV)指标进行评价和分析,包括四个环境参数和两个人体参数。在实际应用中,传统检测方法无法实现人体参数实时动态测定,造成热舒适实时评估与实际存在差异,导致室内PMV调控效果不佳,在一定程度上影响了人体热舒适水平。随着计算机视觉技术在目标检测与识别领域取得了较好效果并得到了广泛应用。基于此,本文利用机器视觉技术,实现室内人员的人体参数在线估计;并将估计的人体参数引入到空调系统控制中,建立并实现了基于人体参数实时估计的动态热舒适控制策略。首先,建立一种基于深度学习的运动状态检测模型,识别室内人员走路、斜倚休息、静坐等运动状态,并采用查表映射的方式实现人员新陈代谢率的实时估计。运动状态检测模型采用C3D基础网络架构提取时空特征,通过自适应池化操作最大限度保留原始图像中的有效信息,提高特征表达能力,提升分类识别精度。实验结果表明,该方法能够较好地实现人员运动状态识别以及新陈代谢率的实时估计。然后,建立一种基于机器视觉的室内人员服装热阻动态估计方法。该方法以Mask RCNN网络为基础,通过Res Net-101特征金字塔提取图像特征;采用Mask分支进行像素级分割操作,获取人员着装区域;利用区域生成方式完成短裤、长裤、短袖、长袖等类别检测;通过查表映射,实现服装热阻的在线动态估计。实验结果表明,该方法在人员着装状况检测和服装热阻估计的适用性和有效性较好。最后,实现了基于人体参数动态检测的室内环境热舒适调控。通过对室内视频图像信息进行视觉分析,估计人体新陈代谢率和服装热阻参数;结合测量仪器检测到的温度、湿度等环境参数,获取室内环境PMV动态描述;进而根据PMV动态测定值与设定值的偏差,采用PID控制器调节空调末端风量,实现室内环境的热舒适调控。实验结果表明,相比传统控制方式,人体参数动态检测的PMV热舒适控制效果更优,在保证人员热舒适的前提下节约能源。

关键词：人体参数 PMV 计算机视觉热舒适调控

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基于机器视觉的人体参数测量方法研究

基于机器视觉的人体参数测量方法研究

作者：王涵西安理工大学

学位级别：硕士

在人机工程学中,人体参数是产品设计、工作环境设置、作业安全测试等的重要依据,是生产过程人机安全高效协同工作的基础。然而传统人体测量方法存在效率低、标准化程度不高等问题,机器视觉给人体参数测量提供了一种新的途径。本文研究... 详细信息

在人机工程学中,人体参数是产品设计、工作环境设置、作业安全测试等的重要依据,是生产过程人机安全高效协同工作的基础。然而传统人体测量方法存在效率低、标准化程度不高等问题,机器视觉给人体参数测量提供了一种新的途径。本文研究基于机器视觉的人体参数测量方法,以期获得人体二维与三维参数的计算方法,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。(1)构建了基于机器视觉的人体参数测量方案和技术实现路线,研究了人体骨骼坐标精确获取及处理、人体轮廓提取、构建测量方法等关键技术问题。使用消除畸变的相机标定方法,提高了图像数据的精度。采用图像分割与处理原理获得了人体骨骼数据,通过自适应滤波对骨骼数据进行平滑处理,解决了采集过程中身体颤动造成骨骼数据获取稳定性差的问题,为人体二维参数计算方法的建立提供了数据依据。(2)采用基于深度学习网络的人体边缘轮廓提取方法,利用旋转、裁剪、缩放等图像处理方法进行样本数据增强,以满足复杂背景下轮廓提取模型的训练。结合传统的全卷积-编解码器网络(CEDN),构建了改进的CEDN网络,将残差网络作为编码器,提高了对图像特征的提取能力;在解码器中加入密集卷积块和统一融合注意力机制,加强了对图像语义信息的提取能力。通过实验验证了模型对于人体边缘轮廓提取的有效性。(3)建立了基于骨骼点与边缘轮廓的人体二维参数测量方法,将人体骨骼空间坐标和提取的平面轮廓数据通过坐标变换统一到同一像素坐标系下,获得了计算人体二维参数所需的关键像素点,随后将其转换至三维空间中,结合欧氏距离公式给出了点线相结合的人体二维关键参数的计算方法,实测数据验证了方法正确性。(4)基于实测的人体二维和三维参数,完成了二维参数与三维参数的相关性分析,确定了各个三维参数与二维参数之间不同的强关联程度。基于此构建了人体三维参数的多元回归预测方法,进而获得了多元线性回归预测模型,用实际人体数据对预测模型进行了验证。结果表明,预测模型的误差范围为0.1%～2.4%,基本满足了常规工程应用需求。

关键词：参数测量机器视觉人体参数边缘轮廓提取人体骨骼点

毫米波频段基于不同人体参数的WBAN信道建模

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毫米波频段基于不同人体参数的WBAN信道建模

作者：刘金利重庆邮电大学

学位级别：硕士

无线人体区域网络（Wireless Body Area Network,WBAN）是一个以人体为中心的通信网络,其结构是由分布在人体表面或体内的传感器节点组成,其功能是实时监测人体的健康信息。由于对传输速率的需求越来越高,人们对工作在毫米波频段的人体... 详细信息

无线人体区域网络（Wireless Body Area Network,WBAN）是一个以人体为中心的通信网络,其结构是由分布在人体表面或体内的传感器节点组成,其功能是实时监测人体的健康信息。由于对传输速率的需求越来越高,人们对工作在毫米波频段的人体区域网络开始重视。因为人体参数的变化对体上传播信道的影响很大,因此本文分析了路径损耗随不同人体参数的变化。首先,本文研究了人体组织特性对体上通信的作用。为了简化人体建模工作,本文针对不同频率建立了单一介质构成的人体模型,并讨论了其准确性。事实证明,从路径损耗的角度来看,肌肉等效模型在低频时能够取得很好的结果。而皮肤等效模型在高频时的结果更准确。然后,本文检验了不同人体组织特性对腰-胸链路路径损耗指数的影响,经过统计分析得出了路径损耗指数的均值和标准差。结果表明,组织特性的变化对低频人体信道影响更大。接着,本文研究了28 GHz不同人体尺寸参数对人体信道的影响。首先建立了爬行波在圆柱体表面上的传播模型,通过实际测量验证了模型的准确性,并讨论了爬行波功率衰减指数随传播路径曲率半径的变化。然后对不同尺寸的人体模型进行统计仿真,并分别建立了两种身材（标准体型和胖体型）下基于特定身高的腰-胸链路路径损耗模型。基于爬行波的理论对毫米波频段体上传播特性进行了分析,发现腰围不变时,路径损耗指数随身高的增加而减小。最后,通过实际测量验证了仿真结果的准确性。最后,本文研究了28 GHz人体动态链路的传播信道特性。为了达到这个目的,人体行走和跑步运动的一个周期已经被分成15个具有不同姿势的人体模型。对这些模型进行统计仿真,讨论了两种运动下腰-手、腰-头、腰-膝盖和腰-胸链路的路径损耗波动,并建立了动态人体信道的路径损耗模型。然后,考虑了动态链路的多径效应,建立了四条传播链路的冲激响应模型。最后,根据均方根时延扩展验证了四条传播链路冲激响应模型的准确性。

关键词：毫米波 WBAN 路径损耗人体信道模型人体参数

基于人体参数的被动步行机器人模型及其运动特性分析

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机械与电子 2020年第4期38卷 45-50页

作者：楼飞沈巍关静倪国林南京师范大学中北学院江苏镇江212300

为了深入揭示人类步行机理并为助步设备的研制提供新的思路,从“提高实用性”的角度出发,利用空间算子代数相关理论构建一种基于人体参数的被动步行机器人动力学模型,并对其运动特性进行分析。根据分析报告并结合实际需要,设计了一种仿... 详细信息

为了深入揭示人类步行机理并为助步设备的研制提供新的思路,从“提高实用性”的角度出发,利用空间算子代数相关理论构建一种基于人体参数的被动步行机器人动力学模型,并对其运动特性进行分析。根据分析报告并结合实际需要,设计了一种仿人程度高的被动步行机器人机械系统模型,结合ADAMS软件进行虚拟样机仿真实验。最终结果表明,基于人体参数特性的被动步行机器人具备稳定走下斜坡的能力,将被动力学相关理论应用于助步设备的研制中具有可行性。

关键词：被动步行机器人空间算子代数人体参数运动特性

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智能人体参数检测仪的设计与开发

电子测试 2020年第7期31卷 23-24页

作者：赵振名刘永新高雪武斌 61902部队四川宜宾644000 陆航学院航电和兵器工程系北京101123 陆航第77旅四川成都610000

本文以51单片机为核心,结合外围传感器以及血压检测配件板,实现了一个可以实时测量人体的血压,温度等重要参数的检测仪。在参数超过阈值时系统会发出报警信号,通过蓝牙与手机连接,可以实时观测到相关参数。

关键词：单片机人体参数检测仪

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一种可扩展的高精度人体参数在线采集系统

电子世界 2022年第2期 94-95,97页

作者：李惠张都袁江南纪华志厦门理工学院光电与通信工程学院

本系统以低成本的32位微控制器STM32为控制核心,利用TI ADS1292R ADC模块采集心电信号、六轴传感器采集步伐信息、温度传感器采集体温数据,同时数据显示和传输功能通过OLED液晶屏以及WiFi模块实现。经过预处理的运动体征数据发送至可以... 详细信息

本系统以低成本的32位微控制器STM32为控制核心,利用TI ADS1292R ADC模块采集心电信号、六轴传感器采集步伐信息、温度传感器采集体温数据,同时数据显示和传输功能通过OLED液晶屏以及WiFi模块实现。经过预处理的运动体征数据发送至可以支持移动端应用程序访问的本地树莓派服务器。经测试,系统可实时显示体征数据图表和运动信息。与用户量庞大的小米手环4比较,心电测试误差在5%以内。

关键词： 32位微控制器 STM32 数据图表树莓派传输功能人体参数液晶屏温度传感器