人体外骨骼技术研究

123456aa · 发表于 2022-4-14 16:04:54

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人体外骨骼机器人也称可穿戴的机器人，它是一种人机结合的自动化机电装置，将人类的智力和机器人的“体力”结合在一起，靠人的智力来控制机器人，通过机器人来完成仅靠人的自身能力无法单独完成的任务，可用于行军助力，防火救灾，医疗辅助等多种用途。本文调研了大量外骨骼文献资料，分类整理出30多个已成型的外骨骼项目。通过分析外骨骼的机械结构、动力系统和控制系统，设计开发了外骨骼实验原理样机，通过外骨骼实验原理样机实验控制方法，验证驱动方案和机械结构，为以后进一步探索外骨骼系统的相关技术提供实验平台和理论支持。人体运动信息对于外骨骼机器人控制决策系统的形成和机械结构的设计都至关重要。本文采用视频跟踪的方法，利用MATLAB编程工具，采用模块匹配算法，得到人体下肢各关节的角度和速度信息，通过对比国际权威数据库的数据验证了此跟踪算法的有效性，为今后进行更有针对性的运动捕捉分析搭建了实验平台。算法的实现采用图像分割法分离人体和背景，并将分离出的人体作为跟踪时的搜索区域，结合特征模块和各关节的长度模型，采用模块匹配法跟踪得到各个关节的位置信息，最后通过位置信息计算得到各个关节的运动速度以及角度信息，算法具有较高精确度和搜索速度，精确度可达到95%以上。该算法不需要在人体上加装跟踪装置，不干扰人体的运动，具有一定的实用性，可以作为通用人体跟踪工具使用。

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