检索结果-南通市图书馆

作者：王子威北京邮电大学

学位级别：硕士

负重步行运动场景在现实的生活中随处可见,例如搬运重物、背负行囊徒步旅行、行走在不平坦的路面等等。负重步行可能会对人体造成一定的伤害,其中膝关节是负重运动中最常见的受伤部位,严重的甚至影响人体行走能力和生活质量。通过设计... 详细信息

负重步行运动场景在现实的生活中随处可见,例如搬运重物、背负行囊徒步旅行、行走在不平坦的路面等等。负重步行可能会对人体造成一定的伤害,其中膝关节是负重运动中最常见的受伤部位,严重的甚至影响人体行走能力和生活质量。通过设计膝关节外骨骼可以帮助人体进行负重步行时减轻膝关节受力保障健康。设计这样的负重步行辅助外骨骼需要对运动人体进行合理的受力分析来了解力的作用情况,进而决定设备设计的运行方式、承载能力、动力来源等关键指标。文章面向人体负重步行运动场景,利用目标检测、残差网络和时序特征提取算法,开发三段式3D(Three-Dimensional)人体姿态估计算法,实现通过运动视频图像采集人体负重步行的运动数据,并针对膝关节进行运动力学分析。此方法可以用来探究人体背负重物步行时所受外力在身体内部的分布和传导规律。为人体运动数据采集和运动力学分析提供新的理论基础。为了达到此目的,文章完成的工作包括:1.针对负重步行运动场景,设计动作捕捉实验,采集人体负重步行动捕数据和视频,形成包含人体运动视频数据,人体区域标注,人体二维、三维关节点坐标信息的人体负重步行运动捕捉数据集。为三段式3D人体姿态估计算法提供训练所需的人体运动训练集和验证数据集。文章首先设计运动采集实验构建了负重步行场景,采集人体运动图像数据和三维运动坐标,手动标注了人体位置和二维关节点坐标。为后续开发基于采集图像视频的3D人体姿态估计、人体运动力学分析、负重运动数据获取、受力分析集成系统工作打好数据基础。2.提出了三段式人体负重运动3D坐标估计算法。文章针对负重步行运动场景,提出了基于运动视频数据的三段式人体负重运动3D坐标估计算法,并在测试数据集上进行了算法实验验证。使用该算法可以直接利用普通单目摄像头拍摄的人体运动视频,计算获取人体负重步行运动的三维关节点运动数据,为进一步力学分析研究和运动辅助装备设计提供运动3D坐标。同时对算法输出的运动3D坐标进行滤波数据后处理,并基于Unity开发实现了用运动3D坐标对人体运动过程的可视化仿真。3.建立人体负重步行运动力学模型,针对负重步行运动过程进行人体运动力学分析,并计算得到人体负重步行运动的膝关节力矩。通过利用3D人体姿态估计算法采集到的运动3D坐标,对人体负重步行运动过程展开运动学和力学研究,定量描述负重步行人体的步态周期,针对负重步行运动中人体的承重关节点膝关节进行运动学分析。然后基于膝关节运动数据构建力学模型,研究负重步行场景下膝关节力矩与负重质量的关系。并通过Opensim仿真软件对计算结果进行结果验证。4.以负重步行运动场景为背景,以三段式人体负重运动3D坐标估计算法和负重步行膝关节运动力学模型为核心,建立人体负重步行运动数据采集和针对膝关节的受力分析集成系统。文章设计了负重步行人体运动捕捉实验方案,制作了人体负重步行运动捕捉数据集。然后提出了三段式人体负重运动3D坐标估计算法。建立了人体负重步行运动力学模型,实现了基于运动视频的人体负重步行三维关节点坐标采集与膝关节力学分析。基于以上内容开发了人体负重运动数据获取与受力分析集成系统。

关键词： 3D人体姿态估计负重步行人体运动数据采集负重步态分析负重步行运动力学分析

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基于青年女性步态分析的托特包设计研究

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北京服装学院学报（自然科学版） 2023年第3期43卷 41-47,102页

作者：胡静怡王耀华李伊淞杨子涵北京服装学院服饰艺术与工程学院北京100029

托特包因装载物品量较大,在生活中经常被使用,但大多数设计师在设计过程中较少考虑到包型较大的托特包装载较重物品时对青年女性骨盆的影响,以及使用单肩或斜挎的方式携带较重的托特包时,行走姿势易受影响从而增加腰背损伤的风险。为获... 详细信息

托特包因装载物品量较大,在生活中经常被使用,但大多数设计师在设计过程中较少考虑到包型较大的托特包装载较重物品时对青年女性骨盆的影响,以及使用单肩或斜挎的方式携带较重的托特包时,行走姿势易受影响从而增加腰背损伤的风险。为获得更舒适的托特包设计方案,通过红外光点运动捕捉系统采集了8名女性在不同携带方式(单肩背、斜挎背)下,背负质量为人体体质量10%的托特包行走时的骨盆角度数据,并将其与0负重条件的数据加以对比。结果显示:不同要素(普通包袋、硬质包袋、小号包袋)的托特包主要限制骨盆在水平面上的旋转。基于上述实验结果,从造型、材质、结构和携带方式4个角度提出了托特包的设计建议。

关键词：托特包单肩斜挎包负重步态分析包袋设计

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