基于动捕技术的人体肢体运动参数采集装置设计

左桂兰，程 越，肖国华，郑 旺

（1.浙江工商职业技术学院，浙江宁波 315012；2.浙江科技学院，浙江杭州 310023）

0 引言

人体运动参数的检测、检验及逆向运动是近年来人体工程学发展的一个重要方向。构成人体的关键机械承载机构主要由200 多个关节组成，这些关节组成的人体骨骼机械结构整体，能实现多种高难度和复杂程度的动作，且各动作之间具有非常完美的协调性［1-4］。因而，针对人类人体本身而展开的机器人设计、人工智能控制、人机工程仿生学以及仿真设计等方面的科学研究是未来智能机器人发展研究的重点。

从机械结构的角度来看，在人体的机械结构系统中，骨骼是该系统的支撑和运动杠杆，关节是运动能产生的枢纽，驱动力来自于肌肉的收缩和舒张，所以不论从整体结构还是局部关节运动而言，人体运动机构最基本的运动结构单元组成包括3个部分：骨骼为运动杆单元，关节为运动副，肌肉为驱动动力源［5-9］。人体结构的驱动力源于肌肉组织，从仿生学的角度来讲，有着功能与结构相对应的关系，长期进行运动锻炼，肌肉组织中的血管结构形态会发生较大的改变，随着运动量的加大，血管需要提供给肌肉更多的养分，供血量增加，有利于肌肉持续动力的供给，从而有利于人体的生命健康。

因而，科学了解人体运动结构的特点，是实施人体工程设计技术的关键所在，特别是在人体运动捕捉设计方面，精密的检测设备和仿生功能参数是关键［10-14］。……