基于Kinect的上肢康复训练系统设计与实现
这是一篇关于Kinect,上肢康复训练,DTW,三维仿真,SSM框架的论文, 主要内容为康复训练是运动功能障碍者必要的治疗过程,在上肢运动障碍疾病的治疗中具有非常重要的作用。目前上肢运动功能障碍患者的康复训练一般为人工指导的方式,但这种训练方式具有人员场地资源限制、训练过程枯燥以及训练数据难以记录管理的缺点。为了解决这些问题,有必要建立一套可自主进行训练、具有较高趣味性、对训练数据可以详细记录与查询的康复训练系统。基于上述背景,本文提出了一种基于Kinect的上肢康复训练系统的设计方案,该方案满足上述需求,具有很高的使用价值。主要研究内容包括基于Kinect的运动数据采集、上肢姿势与运动匹配、上肢运动三维仿真、康复训练软件的设计与实现、训练数据管理系统的设计与实现。首先对上肢康复训练系统的需求进行了分析,根据分析结果对基于Kinect的上肢训练康复系统进行了设计。设计了系统的架构模型,确定了系统的组成结构,并在此基础上对系统需要实现的具体功能进行了设定,确定了各部分开发的技术选型方案。之后对动作匹配与三维仿真的关键技术进行了研究与分析,提出采用Kinect采集到的骨骼关节点坐标数据计算上肢空间向量作为特征,并介绍了基于此特征的姿势匹配、动作匹配、三维仿真实现方案。针对动作匹配的DTW算法,提出了添加阈值限定条件的改进方法,使算法更加符合本系统的使用需求。最后,对基于Kinect的上肢康复训练系统进行了开发,分别完成了PC端康复软件和基于SSM框架的训练数据管理系统的开发。具体的开发工作包括PC端软件的康复训练、康复游戏、三维仿真、数据采集功能的开发,以及数据管理系统的数据库的构建、后台服务器的搭建、管理系统网站的开发。经过测试表明,所述基于Kinect的上肢康复训练系统具有低成本、高趣味性、数据易于存储与查询的优势,满足了上肢运动障碍患者与康复教练的需求。系统运行稳定,具有较高的实际应用价值,为康复训练者提供了一个理想的选择。
基于Kinect的上肢康复训练系统设计与实现
这是一篇关于Kinect,上肢康复训练,DTW,三维仿真,SSM框架的论文, 主要内容为康复训练是运动功能障碍者必要的治疗过程,在上肢运动障碍疾病的治疗中具有非常重要的作用。目前上肢运动功能障碍患者的康复训练一般为人工指导的方式,但这种训练方式具有人员场地资源限制、训练过程枯燥以及训练数据难以记录管理的缺点。为了解决这些问题,有必要建立一套可自主进行训练、具有较高趣味性、对训练数据可以详细记录与查询的康复训练系统。基于上述背景,本文提出了一种基于Kinect的上肢康复训练系统的设计方案,该方案满足上述需求,具有很高的使用价值。主要研究内容包括基于Kinect的运动数据采集、上肢姿势与运动匹配、上肢运动三维仿真、康复训练软件的设计与实现、训练数据管理系统的设计与实现。首先对上肢康复训练系统的需求进行了分析,根据分析结果对基于Kinect的上肢训练康复系统进行了设计。设计了系统的架构模型,确定了系统的组成结构,并在此基础上对系统需要实现的具体功能进行了设定,确定了各部分开发的技术选型方案。之后对动作匹配与三维仿真的关键技术进行了研究与分析,提出采用Kinect采集到的骨骼关节点坐标数据计算上肢空间向量作为特征,并介绍了基于此特征的姿势匹配、动作匹配、三维仿真实现方案。针对动作匹配的DTW算法,提出了添加阈值限定条件的改进方法,使算法更加符合本系统的使用需求。最后,对基于Kinect的上肢康复训练系统进行了开发,分别完成了PC端康复软件和基于SSM框架的训练数据管理系统的开发。具体的开发工作包括PC端软件的康复训练、康复游戏、三维仿真、数据采集功能的开发,以及数据管理系统的数据库的构建、后台服务器的搭建、管理系统网站的开发。经过测试表明,所述基于Kinect的上肢康复训练系统具有低成本、高趣味性、数据易于存储与查询的优势,满足了上肢运动障碍患者与康复教练的需求。系统运行稳定,具有较高的实际应用价值,为康复训练者提供了一个理想的选择。
面向三维建模仿真的关键帧动画系统的设计与实现
这是一篇关于计算机动画,关键帧插值,碰撞检测,三维仿真的论文, 主要内容为计算机仿真软件对工业发展和学术创新有着深厚的影响,在国防军工领域也发挥着重要的作用。其中,计算机动画也越来越多地被应用在国民经济、社会民生与军事研究等方面。MTSS是电子科技大学计算机仿真技术研究院自主研发的微波器件仿真软件,为了优化和丰富该软件后处理模块,弥补部分功能缺失的问题,研究与开发了本文面向三维建模仿真的关键帧动画原型系统。本文主要研究内容如下:1.首先调研了计算机动画中关键帧动画的相关背景与国内外研究情况,研究了针对关键帧动画的三维坐标变换、关键帧插值与碰撞检测等基础理论。2.针对关键帧动画模块,研究并设计出适用于本原型系统的分段三次样条插值、四元数球面线性插值以及模型变形等算法。创新性地提出样条曲线的折线重采样优化方法与中间帧数据优化方法,简化了样条曲线的插值复杂度与中间帧数据存储量,提高了算法效率的同时也降低了内存占用率;针对碰撞检测模块,研究并设计出适用于本系统的混合AABB与OBB层次包围盒算法。通过这两个包围盒的预检测机制,降低了检测的整体计算量,提高了算法效率。3.研制了关键帧动画原型系统。搭建三维建模软件框架并开发了特征导航栏和模型操作器,用户能在框架中进行基本的模型创建、模型导入与模型编辑等操作。在关键帧插值算法的基础上,开发了模型运动动画、摄像机动画、颜色变化动画、模型变形动画等主要动画制作功能,并增加了自动添加关键帧、循环播放动画、轨迹绘制、插值方式设置等动画辅助功能。研究了时间轴操作面板与动画系统之间进行信息传递的方法,开发的时间轴操作面板能够让用户与动画系统进行可视化交互,直接在操作面板上对关键帧与动画信息进行控制,提高了动画制作效率。研究了动画数据读写问题,开发了动画的数据读写功能。用户能够保存动画信息并在需要时立即读取动画文件复现原动画。最后,为了增加动画的真实性,开发了碰撞检测模块。用户可以在建模与动画制作的过程中通过该模块判断模型是否发生贯穿。4.通过爆炸动画、云图动画、模型观察演示动画、变形动画等动画制作功能,验证了原型系统已达到设计目标。本原型系统可以应用到的MTSS的后处理模块,解决其没有动态动画效果,不能制作动画直观地展示模型组成、不能用仿真结果生成动态云图、不能实时观察模型动态变化等问题。
面向三维建模仿真的关键帧动画系统的设计与实现
这是一篇关于计算机动画,关键帧插值,碰撞检测,三维仿真的论文, 主要内容为计算机仿真软件对工业发展和学术创新有着深厚的影响,在国防军工领域也发挥着重要的作用。其中,计算机动画也越来越多地被应用在国民经济、社会民生与军事研究等方面。MTSS是电子科技大学计算机仿真技术研究院自主研发的微波器件仿真软件,为了优化和丰富该软件后处理模块,弥补部分功能缺失的问题,研究与开发了本文面向三维建模仿真的关键帧动画原型系统。本文主要研究内容如下:1.首先调研了计算机动画中关键帧动画的相关背景与国内外研究情况,研究了针对关键帧动画的三维坐标变换、关键帧插值与碰撞检测等基础理论。2.针对关键帧动画模块,研究并设计出适用于本原型系统的分段三次样条插值、四元数球面线性插值以及模型变形等算法。创新性地提出样条曲线的折线重采样优化方法与中间帧数据优化方法,简化了样条曲线的插值复杂度与中间帧数据存储量,提高了算法效率的同时也降低了内存占用率;针对碰撞检测模块,研究并设计出适用于本系统的混合AABB与OBB层次包围盒算法。通过这两个包围盒的预检测机制,降低了检测的整体计算量,提高了算法效率。3.研制了关键帧动画原型系统。搭建三维建模软件框架并开发了特征导航栏和模型操作器,用户能在框架中进行基本的模型创建、模型导入与模型编辑等操作。在关键帧插值算法的基础上,开发了模型运动动画、摄像机动画、颜色变化动画、模型变形动画等主要动画制作功能,并增加了自动添加关键帧、循环播放动画、轨迹绘制、插值方式设置等动画辅助功能。研究了时间轴操作面板与动画系统之间进行信息传递的方法,开发的时间轴操作面板能够让用户与动画系统进行可视化交互,直接在操作面板上对关键帧与动画信息进行控制,提高了动画制作效率。研究了动画数据读写问题,开发了动画的数据读写功能。用户能够保存动画信息并在需要时立即读取动画文件复现原动画。最后,为了增加动画的真实性,开发了碰撞检测模块。用户可以在建模与动画制作的过程中通过该模块判断模型是否发生贯穿。4.通过爆炸动画、云图动画、模型观察演示动画、变形动画等动画制作功能,验证了原型系统已达到设计目标。本原型系统可以应用到的MTSS的后处理模块,解决其没有动态动画效果,不能制作动画直观地展示模型组成、不能用仿真结果生成动态云图、不能实时观察模型动态变化等问题。
面向三维建模仿真的关键帧动画系统的设计与实现
这是一篇关于计算机动画,关键帧插值,碰撞检测,三维仿真的论文, 主要内容为计算机仿真软件对工业发展和学术创新有着深厚的影响,在国防军工领域也发挥着重要的作用。其中,计算机动画也越来越多地被应用在国民经济、社会民生与军事研究等方面。MTSS是电子科技大学计算机仿真技术研究院自主研发的微波器件仿真软件,为了优化和丰富该软件后处理模块,弥补部分功能缺失的问题,研究与开发了本文面向三维建模仿真的关键帧动画原型系统。本文主要研究内容如下:1.首先调研了计算机动画中关键帧动画的相关背景与国内外研究情况,研究了针对关键帧动画的三维坐标变换、关键帧插值与碰撞检测等基础理论。2.针对关键帧动画模块,研究并设计出适用于本原型系统的分段三次样条插值、四元数球面线性插值以及模型变形等算法。创新性地提出样条曲线的折线重采样优化方法与中间帧数据优化方法,简化了样条曲线的插值复杂度与中间帧数据存储量,提高了算法效率的同时也降低了内存占用率;针对碰撞检测模块,研究并设计出适用于本系统的混合AABB与OBB层次包围盒算法。通过这两个包围盒的预检测机制,降低了检测的整体计算量,提高了算法效率。3.研制了关键帧动画原型系统。搭建三维建模软件框架并开发了特征导航栏和模型操作器,用户能在框架中进行基本的模型创建、模型导入与模型编辑等操作。在关键帧插值算法的基础上,开发了模型运动动画、摄像机动画、颜色变化动画、模型变形动画等主要动画制作功能,并增加了自动添加关键帧、循环播放动画、轨迹绘制、插值方式设置等动画辅助功能。研究了时间轴操作面板与动画系统之间进行信息传递的方法,开发的时间轴操作面板能够让用户与动画系统进行可视化交互,直接在操作面板上对关键帧与动画信息进行控制,提高了动画制作效率。研究了动画数据读写问题,开发了动画的数据读写功能。用户能够保存动画信息并在需要时立即读取动画文件复现原动画。最后,为了增加动画的真实性,开发了碰撞检测模块。用户可以在建模与动画制作的过程中通过该模块判断模型是否发生贯穿。4.通过爆炸动画、云图动画、模型观察演示动画、变形动画等动画制作功能,验证了原型系统已达到设计目标。本原型系统可以应用到的MTSS的后处理模块,解决其没有动态动画效果,不能制作动画直观地展示模型组成、不能用仿真结果生成动态云图、不能实时观察模型动态变化等问题。
基于Kinect的上肢康复训练系统设计与实现
这是一篇关于Kinect,上肢康复训练,DTW,三维仿真,SSM框架的论文, 主要内容为康复训练是运动功能障碍者必要的治疗过程,在上肢运动障碍疾病的治疗中具有非常重要的作用。目前上肢运动功能障碍患者的康复训练一般为人工指导的方式,但这种训练方式具有人员场地资源限制、训练过程枯燥以及训练数据难以记录管理的缺点。为了解决这些问题,有必要建立一套可自主进行训练、具有较高趣味性、对训练数据可以详细记录与查询的康复训练系统。基于上述背景,本文提出了一种基于Kinect的上肢康复训练系统的设计方案,该方案满足上述需求,具有很高的使用价值。主要研究内容包括基于Kinect的运动数据采集、上肢姿势与运动匹配、上肢运动三维仿真、康复训练软件的设计与实现、训练数据管理系统的设计与实现。首先对上肢康复训练系统的需求进行了分析,根据分析结果对基于Kinect的上肢训练康复系统进行了设计。设计了系统的架构模型,确定了系统的组成结构,并在此基础上对系统需要实现的具体功能进行了设定,确定了各部分开发的技术选型方案。之后对动作匹配与三维仿真的关键技术进行了研究与分析,提出采用Kinect采集到的骨骼关节点坐标数据计算上肢空间向量作为特征,并介绍了基于此特征的姿势匹配、动作匹配、三维仿真实现方案。针对动作匹配的DTW算法,提出了添加阈值限定条件的改进方法,使算法更加符合本系统的使用需求。最后,对基于Kinect的上肢康复训练系统进行了开发,分别完成了PC端康复软件和基于SSM框架的训练数据管理系统的开发。具体的开发工作包括PC端软件的康复训练、康复游戏、三维仿真、数据采集功能的开发,以及数据管理系统的数据库的构建、后台服务器的搭建、管理系统网站的开发。经过测试表明,所述基于Kinect的上肢康复训练系统具有低成本、高趣味性、数据易于存储与查询的优势,满足了上肢运动障碍患者与康复教练的需求。系统运行稳定,具有较高的实际应用价值,为康复训练者提供了一个理想的选择。
面向三维建模仿真的关键帧动画系统的设计与实现
这是一篇关于计算机动画,关键帧插值,碰撞检测,三维仿真的论文, 主要内容为计算机仿真软件对工业发展和学术创新有着深厚的影响,在国防军工领域也发挥着重要的作用。其中,计算机动画也越来越多地被应用在国民经济、社会民生与军事研究等方面。MTSS是电子科技大学计算机仿真技术研究院自主研发的微波器件仿真软件,为了优化和丰富该软件后处理模块,弥补部分功能缺失的问题,研究与开发了本文面向三维建模仿真的关键帧动画原型系统。本文主要研究内容如下:1.首先调研了计算机动画中关键帧动画的相关背景与国内外研究情况,研究了针对关键帧动画的三维坐标变换、关键帧插值与碰撞检测等基础理论。2.针对关键帧动画模块,研究并设计出适用于本原型系统的分段三次样条插值、四元数球面线性插值以及模型变形等算法。创新性地提出样条曲线的折线重采样优化方法与中间帧数据优化方法,简化了样条曲线的插值复杂度与中间帧数据存储量,提高了算法效率的同时也降低了内存占用率;针对碰撞检测模块,研究并设计出适用于本系统的混合AABB与OBB层次包围盒算法。通过这两个包围盒的预检测机制,降低了检测的整体计算量,提高了算法效率。3.研制了关键帧动画原型系统。搭建三维建模软件框架并开发了特征导航栏和模型操作器,用户能在框架中进行基本的模型创建、模型导入与模型编辑等操作。在关键帧插值算法的基础上,开发了模型运动动画、摄像机动画、颜色变化动画、模型变形动画等主要动画制作功能,并增加了自动添加关键帧、循环播放动画、轨迹绘制、插值方式设置等动画辅助功能。研究了时间轴操作面板与动画系统之间进行信息传递的方法,开发的时间轴操作面板能够让用户与动画系统进行可视化交互,直接在操作面板上对关键帧与动画信息进行控制,提高了动画制作效率。研究了动画数据读写问题,开发了动画的数据读写功能。用户能够保存动画信息并在需要时立即读取动画文件复现原动画。最后,为了增加动画的真实性,开发了碰撞检测模块。用户可以在建模与动画制作的过程中通过该模块判断模型是否发生贯穿。4.通过爆炸动画、云图动画、模型观察演示动画、变形动画等动画制作功能,验证了原型系统已达到设计目标。本原型系统可以应用到的MTSS的后处理模块,解决其没有动态动画效果,不能制作动画直观地展示模型组成、不能用仿真结果生成动态云图、不能实时观察模型动态变化等问题。
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