处理光学捕获运动数据的算法

doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.023

上海大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 20 ›› Issue (4): 489-497.doi: 10.3969/j.issn.1007-2861.2014.01.023

处理光学捕获运动数据的算法

石娟1, 王得宇1,2, 唐刚1

1. 上海海事大学物流工程学院, 上海 201306;
2. 杭州国电机械设计研究院有限公司, 杭州 310030

收稿日期:2013-09-09 出版日期:2014-08-25 发布日期:2014-08-25
通讯作者: 石娟(1965—), 女，副教授，博士，研究方向为激光表面强化技术应用. E-mail: shijuan@shmtu.edu.cn E-mail:shijuan@shmtu.edu.cn
作者简介:石娟(1965—), 女，副教授，博士，研究方向为激光表面强化技术应用. E-mail: shijuan@shmtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(31300783); 教育部博士点基金联合资助项目(20123121120004); 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB711000); 上海海事大学科研基金资助项目(20130474); 上海海事大学研究生学术新人培育计划资助项目(GK2013074)

Algorithm for Processing Optically Captured Motion Data

SHI Juan1, WANG De-yu1,2, TANG Gang1

1. School of Logistics Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China;
2. Hangzhou State Power Machinery Research & Design Institute Co., Ltd., Hangzhou 310030, China

Received:2013-09-09 Online:2014-08-25 Published:2014-08-25

摘要/Abstract

摘要： 利用光学运动捕捉系统捕获布置在实验对象下肢的标记点的坐标, 借助测力板测量动作过程中实验对象受到的外部支反力, 编写Matlab 程序, 并导入以上数据, 实现下肢各体段的质心坐标、位移、速度和加速度, 以及各关节的角度、角速度、角加速度和关节力、关节力矩等运动参数的快速计算, 解决目前已有软件因处理手段繁琐而造成的结果输出周期过长的问题. 借用多项式拟合的方法平滑各参数的曲线图, 并与Visual 3D软件的处理结果进行对比, 验证了算法的准确性.

关键词: , Matlab, 多项式拟合, 光学运动捕捉系统, 快速计算

Abstract: Coordinate values of the markers arranged on the lower extremity of the experimental subject were recorded using an optical motion capture system. Reaction force from the outside was measured with a load board. A program was developed using Matlab to import the above data to quickly calculate the coordinates, displacement, velocity and acceleration of the barycenter in segments of the lower extremity. The joint angle, angular velocity, angular acceleration, joint force, torque and other motion parameters were also calculated. With existing analysis software, the processing methods were complicated and time consuming. This study aims to solve the problem. Using polynomial fitting, curves of various parameters are smoothed, and correctness of the algorithm is verified by comparing the processing results with those generated by Visual 3D software.

Key words: fast calculation, Matlab, polynomial fitting, optical motion capture system

中图分类号:

TP 391

石娟1, 王得宇1,2, 唐刚1. 处理光学捕获运动数据的算法[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2014, 20(4): 489-497.

SHI Juan1, WANG De-yu1,2, TANG Gang1. Algorithm for Processing Optically Captured Motion Data[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）, 2014, 20(4): 489-497.

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