基于运动捕捉仪的人体上肢运动轨迹参数的测量与分析

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ｏｅｃａａｔｓｃｆｐｅ－ｍｔｎｗｉｃｄｄｓｐｅｏｎｍｔｎｅｐｒｅｔｕｔｊｉｔｏｏｘｅｍｎａｄｔｋｅｐｒｎｔｈｒｅｔｓｐｒｉｂｍｏｏ，ｈｃｉｌｅｉｌ－ｉｔｏｏｘｅｍｎ，ｍｌ－ｎｔｎｅｐｒｅｔｎｓｘｅ — ｈｃｒｉｏｕｉｌｉｈｎｕｍｊｉｉｉｏｍｉｉａｉ
第Βιβλιοθήκη Baidu ９卷第７期
２１０２年７月
机
电
工
程
Ｖ０．１２９Ｎｏ．７
ＪｕｎｌｏｃａｉａｏｒａｆＭｅｈｎｃｌ＆ＥｅｔｃｌＥｇｎｅｉｇｌｃｒａｎｉｅｒｎｉ
Ｊ１０２ｕ．２１
基于运动捕捉仪的人体上肢运动轨
迹参数的测量与分析术
王胤杰，沈林勇，章亚男
（上海大学机电工程与自动化学院，上海２０７）００２
摘要：针对人体上肢运动的轨迹参数和方程模型复杂、计算量庞大的问题，提出了一种新型的测量上肢运动轨迹方法。首先对人体上肢运动模型进行了重新分析与简化，据人体上肢运动特点设计了一组实验，中包含单关节运动实验、根其多关节协同运动实验及
任务实验；通过ＮＩＤ运动捕捉仪系统采集了实验者的上肢基本运动数据；将实验数据中的离散点用曲线拟合并展开后，到了各组得
实验中各关节的周期性轨迹方程；用ＡＡ运ＤＭＳ进行了建模及运动仿真，以验证拟合轨迹方程的正确性。研究结果表明，方法能该有效测量人体上肢运动参数，其结果可供上肢康复训练机器人的运动轨迹控制与上肢运动功能评价时参考。关键词：上肢运动；复训练；康运动参数；运动捕捉仪
ｍｎ．Ｔｅｄｔｆｐｅ— ｍｏｉｏｘｅｉｅｔｂｅｔｗｒｏｅｔｄｂＤｏｉａｔｒ．ＴｅｄｃｅｏｔｉａｓｅｅｔｄｅｔｈａｓｏｕｐｒｉｂｍｔｎｆｍｅｐｒｎｏｊｃｅｃｌｃｙＮＩｔｎｃｐｅｈｉｒｅｐｉｓｎｄｔｒｔａｌｏｒｍｓｅｌｅｍｏｕｓｔｎａｗｆｅｉ
ＷＡＧＹｎｊ，ＨＮＬｎｙｎ，ＨＮａｎｎＮｉ－ｅＳＥｉ—ｏｇＺＡＧＹ —ａｉ
（ｃｏｌｆｃａｏｉｓｎｉｅｒｇａｄＡｔｔｎｈｎｈｉｎｖｒｔ，Ｓａｇａ２０７，ＣｉａＳｈｏｏＭｅｈｔｎｃｇｅｉｎｕｏｉ，ＳａｇａＵｉｅｉｒＥｎｎｍａｏｓｙｈｎｈｉ００２ｈｎ）
中图分类号：３８Ｔ２２Ｔ７Ｒ１；Ｐ４；Ｈ３文献标志码：Ａ文章编号：（１— ５１２１）７— ８１０１０４５（０２００４ — ５３
Ｍｅｓｒｍｅｔｎｎｌｓｓｏｐｅ・ｉｏｉｎａｕｅｎｓａｄａａｙｉｆｕｐｒｌｍｂｍｔｏｐｒｍｅｅｓｂｓｄｏｏｉｎｃｐｕｅａａｔｒａｅｎｍｔｏａｔｒ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｄｕｏｔｅｃｍｐｅｉｆｍｏｅｉｇａｄｔｅｈｇｍｏｎｆｃｌｕａｉｎ，ａｎｗｍｅｈｄｗａｒｓｎｅｏｍｅｓｒｎｎｌｓｓｕ — ｅｔｈｏｌｘｔｏｄｌｎｈｕｅａｕｔｏａｃｌｔｙｎｏｅｔｏｓｐｅｅｔｄｔａｕｅａｄａａｙｉｐｐｒｌｔｎｐｒｍｅｅｓｈｄｌｇｏｐｅ — ｍｂｍｏｉｎｗｓｒ－ｎｙｅｎｉｌｅ．Ｓｒｓｏｘｅｍｅｔｅｅｄｓｇｅａｅｅ－ｉｍｏｉａａｔｒ．Ｔｅｍｏｅｉｆｕｐｒｌｔａｅａａｚｄａｄｓｍｂｏｎｉｏｌｍｐｉｄｅｅｆｅｐｒｎｓｗｒｅｉｎｄｂｓｄｉｆｉｉ
ｌｉｆｈｔｎａｃｒｆｎｔｎ．Ｔｅｒｓａｃｓｌｄａａｔｅｎｗｍｅｏｆｃｖｅｓｒｇｔｅｐｒｍｔｓｆｐｅｉｔｏｅｆｔｇｔｊｔｙｕｃｏｓｈｅｅｈｒｕｔｉｉｔｔｔｈｅｔｄｉｅｅｔｅｉｍａｕｉａｅｅｐｒｄｙｔｉｉｒｅｏｉｒｅｓｎｃｅｈｈｓｆｉｎｎｈａｒｏｕｌｂｍｏｏ，ｎｅｒｓｌａｅｕｅｓｅｒｎｅｔｊｔｉｓｎｃｎｏｗｔｐｅｍｈｂｌａｉｏｏｎｖｕｉｆｐｅ・ｍｉｔｎａｄｔｕｔｃｎｂｓｄａｆｅｃａｅｏｅｏｔｌｉｕｐｒｉｂｒａｉｔｖｒｂｔａｄｅａｔｎｏｐｒｉｂｍｉｈｅｓｒｅｒｅｒｉｒｈｌｅｉｔｅｓｌｏｕｌ
ｂｏｙｏａｓｎｅｒｓｌｒｘａｓｏｅｏｇｔｅｏｉｎｔｎ．ＡＤｙｐｌｎｍｉｌ，ａｄｔｅｕｔｗｅｅｅｐｎｉｎｄｔｅｒｄｃｆｃｉｓｈｓｐｉｕｏＡＭＳｗａｓｄｔｄｌｎｉｌｔｒｅｏｖｒｙｔｅｖ－ｓｕｅｏｍｏｅｄｓｍｕａｅｉｏｄｒｅｆｈａａｎｔｉ