發(fā)布時間：2018-01-20 19:39

  本文關(guān)鍵詞： Kinect 步態(tài)分析 運動軌跡 穩(wěn)定性 對稱性　出處：《延邊大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在全民健身計劃綱要舉國實施的背景下,針對目前的步態(tài)分析系統(tǒng)在實際應(yīng)用中所暴露出來的成本高、操作繁瑣、受外界環(huán)境影響大等問題,本文提出一種基于Kinect的步態(tài)分析方法,以期解決以上問題為步態(tài)分析在全民健身中的普及提供一種新的思路。首先,運用可視化分析法,借助知識圖譜可視化分析工具,從一個全新的研究視角對國內(nèi)外步態(tài)分析的發(fā)展以及kinect的相關(guān)研究成果進行計量與可視化分析,力求科學(xué)、清晰的呈現(xiàn)其研究動態(tài)前沿及發(fā)展趨勢,然后根據(jù)分析結(jié)果運用文獻資料法搜集和整理相關(guān)文獻資料,在有了豐富的理論知識的前提下開始進行基于Kinect的步態(tài)分析方法的模型構(gòu)建,結(jié)合步態(tài)分析的相關(guān)內(nèi)容和Kinect骨骼跟蹤技術(shù)原理,最終確定主要從身體姿勢的穩(wěn)定性和兩側(cè)肢體的對稱性兩個維度進行步態(tài)分析,從而確定了本方法需要獲取的12個關(guān)節(jié)點的三維運動坐標(biāo),依據(jù)坐標(biāo)值和時間,計算出速度、步幅、步寬、步行時相等步態(tài)時空參數(shù)。利用Unity3D 5.3.4f繪制出兩側(cè)肩關(guān)節(jié)點運動軌跡、兩側(cè)髖關(guān)節(jié)點運動軌跡、兩側(cè)膝關(guān)節(jié)點運動軌跡、兩側(cè)踝關(guān)節(jié)點運動軌跡、重心和頭部運動軌跡,利用Kinect for Windows SDK 2.0所提供的功能獲取兩側(cè)肘關(guān)節(jié)角度變化,并繪制成曲線,結(jié)合歐幾里得距離公式計算出兩側(cè)肘關(guān)節(jié)點與髖關(guān)節(jié)點之間的距離變化,并繪制成曲線,結(jié)合方差公式計算出頭部和重心運動軌跡的離散程度。最后得出結(jié)論,本文在全民健身的大背景下,針對目前步態(tài)分析系統(tǒng)在實際應(yīng)用中所表現(xiàn)出來的各種不足之處,提出一種基于Kinect的步態(tài)分析方法,使步態(tài)分析過程表現(xiàn)出操作簡單、價格低廉、受環(huán)境影響低等特點,同時通過研究者設(shè)計的三個實驗分別證明該方法具有良好的信度、效度和效率,從而驗證了該方法的可行性。同時,本文的不足之處是,由于研究者的個人能力和精力有限,導(dǎo)致本方法僅僅實現(xiàn)了從運動學(xué)的角度對人體步行過程中身體姿勢的穩(wěn)定性和兩側(cè)肢體的對稱性兩個維度的分析,而不能對受試者的步態(tài)進行全面的分析;受制于Kinect的精度不夠高,導(dǎo)致本方法所獲取的步態(tài)信息沒有高精度步態(tài)分析儀器那么高。
[Abstract]:In the context of the national implementation of the National Fitness Program, the current gait analysis system in the practical application exposed the high cost, cumbersome operation, by the outside environment and other problems. This paper presents a gait analysis method based on Kinect in order to solve the above problems and provide a new way of thinking for the popularization of gait analysis in national fitness. Firstly, visual analysis method is used. With the aid of visual analysis tools of knowledge map, the development of gait analysis at home and abroad and the related research results of kinect are measured and visualized from a new research perspective, in order to be scientific. Clearly presents its research dynamic front and the development trend, then according to the analysis result uses the literature material method to collect and collate the related literature material. On the premise of abundant theoretical knowledge, we begin to build the model of gait analysis method based on Kinect, combining the relevant contents of gait analysis and the principle of Kinect bone tracking technology. Finally, the gait analysis is carried out mainly from the stability of body posture and symmetry of both limbs, and the 3D motion coordinates of 12 nodes need to be obtained in this method. According to the coordinate value and time, the velocity, stride width, stride width and the equal gait space-time parameters were calculated. Using Unity3D 5.3.4f, the motion track of the shoulder points on both sides was plotted. The motion track of bilateral hip joint, knee joint, ankle joint, center of gravity and head. Using the function provided by Kinect for Windows SDK 2.0, the angle change of both sides of elbow joint was obtained, and the curve was drawn. Combined with Euclidean distance formula to calculate the distance between the two elbow points and hip joint points, and draw a curve, combined with the variance formula to calculate the head and center of gravity trajectory discrete degree. Finally, the conclusion is reached. In this paper, under the background of national fitness, a gait analysis method based on Kinect is proposed in view of the shortcomings of gait analysis system in practical application. The gait analysis process shows the characteristics of simple operation, low price, low environmental impact and so on. At the same time, three experiments designed by researchers show that the method has good reliability, validity and efficiency. Therefore, the feasibility of this method is verified. At the same time, the deficiency of this paper is that the individual ability and energy of the researcher is limited. As a result, this method can only analyze the stability of body posture and the symmetry of both limbs in the course of walking from the kinematics point of view, but it can not analyze the gait of the subjects comprehensively. Because the precision of Kinect is not high enough, the gait information obtained by this method is not as high as that of high precision gait analysis instrument.
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1449294