【摘要】：許多老年人因?yàn)樯硗嘶仍蚨霈F(xiàn)無法自主起立的現(xiàn)象。而人工護(hù)理則存在著護(hù)工不足,不能隨時護(hù)理等問題�？祻�(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的出現(xiàn)為解決這一問題提供了可能。如今已有一些輔助起立機(jī)器人能夠幫助人們完成起立動作。但是對于在起立過程中對患者應(yīng)該采用什么樣的起立運(yùn)動軌跡的研究則比較少。通常采用的軌跡分為2種:一種是固定不變的;另一種是可調(diào)節(jié)軌跡。這兩種軌跡無法適應(yīng)使用者在不同身體條件或不同坐姿時的要求。因此本文研究基于機(jī)器視覺與支持向量回歸的輔助起立關(guān)節(jié)軌跡預(yù)測算法。利用這一算法所預(yù)測的軌跡能夠滿足不同身高的人在不同的坐姿下對輔助起立運(yùn)動軌跡的要求。通過分析人體起立的運(yùn)動過程,發(fā)現(xiàn)人體起立運(yùn)動是由肩、髖、膝、踝關(guān)節(jié)相互配合完成,同時各關(guān)節(jié)間距也對起立過程產(chǎn)生影響。因此,使用各關(guān)節(jié)參數(shù)和時間序列號表征人體起立運(yùn)動,提出人體起立運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。為獲得精確的人體起立過程中關(guān)節(jié)運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,需用不同身高和坐姿時人體起立關(guān)節(jié)運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)對已建立的模型進(jìn)行訓(xùn)練。通過機(jī)器視覺與圖像處理技術(shù)獲得人體起立關(guān)節(jié)運(yùn)動數(shù)據(jù)。利用Kinect深度攝像機(jī)采集人體起立運(yùn)動圖像。對采集到的圖像做預(yù)處理以減少噪聲和邊緣對特征提取的影響。使用SIFT特征提取算法提取標(biāo)記點(diǎn)的特征,并利用RANSAC算法去除誤匹配點(diǎn)對。最后利用單應(yīng)矩陣獲得標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)。分析3種常見的機(jī)器學(xué)習(xí)回歸算法的基本原理,并通過一組對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了3種回歸模型的學(xué)習(xí)能力和預(yù)測能力,最終發(fā)現(xiàn)支持向量回歸算法具有更好的性能。使用支持向量回歸算法并配合采集到的人體起立關(guān)節(jié)運(yùn)動參數(shù)訓(xùn)練起立運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。利用訓(xùn)練好的模型預(yù)測一個新鮮樣本的起立運(yùn)動軌跡并與自主起立軌跡比對。最后,輔助起立機(jī)器人按照預(yù)測出的軌跡完成起立任務(wù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的預(yù)測算法是可行的。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH789

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張海濤,何清華,陳欠根;遙控挖掘機(jī)器人軌跡跟蹤的電液比例控制系統(tǒng)[J];液壓與氣動;2004年07期

2 李琳輝;連靜;王蒙蒙;王文波;吳淑梅;;基于滑轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)脑虑蜍囓壽E跟蹤控制算法[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2014年01期

3 邱荷珍;王磊;王洪超;;船舶軌跡跟蹤研究綜述[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2014年04期

4 林曉梅,茅乃豐,陳靜嫻;帶電粒子軌跡的隨機(jī)跟蹤與圖形分析[J];原子能科學(xué)技術(shù);1990年05期

5 陳啟軍,張宏輝,王月娟,陳輝堂;一種簡單的機(jī)器人魯棒自適應(yīng)軌跡跟蹤控制算法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年S1期

6 劉學(xué)明;梁春蘭;王學(xué)東;;兩輪驅(qū)動非完整約束機(jī)器人軌跡跟蹤研究[J];制造業(yè)自動化;2013年16期

7 盧紅,萬釗,常建娥;焊接中特定軌跡跟蹤裝置的研制[J];儀表技術(shù)與傳感器;1997年03期

8 牛國臣;黨長河;韓偉;高慶吉;;飛機(jī)表面爬行機(jī)器人軌跡跟蹤控制方法研究[J];中國民航大學(xué)學(xué)報;2007年02期

9 徐照勝;王葵;李碧春;王道斌;;軌跡跟蹤控制算法在汽車自動駕駛中的應(yīng)用[J];儀表技術(shù);2012年09期

10 李茂山;;軌跡跟蹤管理對車隊(duì)的意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J];現(xiàn)代營銷(學(xué)苑版);2013年05期

相關(guān)會議論文 前9條

1 陳啟軍;王月娟;;不依賴模型的機(jī)器人魯棒自適應(yīng)軌跡跟蹤[A];2003年中國智能自動化會議論文集（上冊）[C];2003年

2 晁紅敏;胡躍明;徐建閩;;基于滑模和后推法的自適應(yīng)軌跡跟蹤[A];第二十屆中國控制會議論文集（上）[C];2001年

3 雷鳴;王月娟;蔣平;;視覺引導(dǎo)的機(jī)器人軌跡跟蹤路徑規(guī)劃的一種新方法[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

4 王仲民;岳宏;劉繼巖;;基于復(fù)合形法機(jī)器人軌跡跟蹤模糊控制器優(yōu)化[A];2005年中國智能自動化會議論文集[C];2005年

5 陳鵬程;紀(jì)志成;;動力學(xué)層次移動機(jī)器人軌跡跟蹤控制仿真研究[A];2007中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

6 劉進(jìn);;影像合成運(yùn)動鏡頭中的軌跡同步技術(shù)[A];2009中國電影電視技術(shù)學(xué)會影視技術(shù)文集[C];2010年

7 韓光信;;考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)動態(tài)的WMR軌跡跟蹤與鎮(zhèn)定統(tǒng)一控制[A];2011年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第一分冊）[C];2011年

8 廖煜雷;龐永杰;;一類欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)軌跡跟蹤的滑�？刂品椒╗A];2011年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第一分冊）[C];2011年

9 馮馳;徐冉;;水下潛器垂直運(yùn)動軌跡跟蹤研究[A];2010年通信理論與信號處理學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 譚彥敘　王帝;沈陽沈北分局網(wǎng)上“四戰(zhàn)法”見成效[N];人民公安報;2009年

2 鄧海建;公車監(jiān)控軌跡能否公之于眾[N];青島日報;2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 盧勝男;復(fù)雜交通視頻場景中的車輛軌跡提取及行為分析[D];長安大學(xué);2016年

2 王仲民;移動機(jī)器人路徑規(guī)劃及軌跡跟蹤問題研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

3 戴娟;火星著陸器軌跡跟蹤控制方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

4 申遠(yuǎn);基于小軌跡關(guān)聯(lián)的多人跟蹤方法研究[D];北京交通大學(xué);2014年

5 MOHAMMED MOHAMMED SALEH ALL-BAIL;[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 毛峰;基于多源軌跡數(shù)據(jù)挖掘的居民通勤行為與城市職住空間特征研究[D];華東師范大學(xué);2015年

7 鄧嬌嬌;基于動態(tài)軌跡的統(tǒng)一性潮流法[D];天津大學(xué);2014年

8 尹曉紅;自動引導(dǎo)車運(yùn)動分段控制技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2011年

9 院老虎;六輪非對稱月球車運(yùn)動控制方法及參數(shù)辨識研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 黃海;新型仿人假手及其動態(tài)控制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁嘉輝;基于激光線結(jié)構(gòu)光3D視覺的機(jī)器人軌跡跟蹤方法與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2015年

2 張茜;智能車輛的軌跡跟蹤控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 高小林;動態(tài)人手跟蹤與軌跡識別技術(shù)的研究[D];華北電力大學(xué);2015年

4 彭旭;移動導(dǎo)軌式6R機(jī)器人運(yùn)動分析及軌跡跟蹤控制仿真[D];浙江大學(xué);2015年

5 王文韜;基于雙PSD的運(yùn)動目標(biāo)軌跡跟蹤測量系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 唐華振;基于遠(yuǎn)距離RFID的軌跡跟蹤方法的研究[D];黑龍江大學(xué);2015年

7 胡守柱;平面3-RRR壓電微動平臺位置域軌跡跟蹤控制方法研究[D];華東理工大學(xué);2016年

8 牟書娟;基于卡爾曼濾波的平面倒立擺最優(yōu)控制研究[D];西南大學(xué);2016年

9 趙巍;激光AGV分段軌跡控制技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2016年

10 黃悅;微差異行為識別中的長時軌跡特征構(gòu)造及其復(fù)合Fisher向量生成方法[D];華南理工大學(xué);2016年

本文編號：2797606