量化人体运动行为首先要尽可能准确地测量和估计运动学和动力学变量。监测人体运动在功能康复、骨科、运动、辅助机器人或工业人体工程学中有着广泛的应用。当今的运动捕捉系统通常指立体摄影测量系统和实验室级测力板,它们虽然准确,但价格昂贵、需要专业技能且不便携。最近,使用惯性测量单元或 RGB 深度相机等价格实惠的传感器进行人体运动估计已成为众多研究的主题。尽管这些系统在实验室外具有巨大的应用潜力,但它们的准确性仍然有限,主要是由于固有的 IMU 漂移和视觉遮挡,而且关节运动学和动力学估计仍然难以估计。这些缺点可能解释了为什么这种系统很少用于常见的临床应用或家庭康复计划。在此背景下,本论文致力于开发一种新型、经济实惠的运动捕捉系统,该系统能够准确估计人体的三维关节状态。与以前基于视觉或惯性传感器的研究不同,所提出的方法包括结合新设计的视觉惯性传感器的数据。该系统还利用了新的实用校准方法,这种方法不需要任何外部设备,而且价格非常实惠。所有传感器数据都融合到一个受约束的扩展卡尔曼滤波器中,该滤波器利用人体的生物力学和所研究的任务来显著改善关节状态估计。这是通过结合不同类型的约束来实现的,例如关节限制、刚体和软关节约束,以及对关节轨迹和/或传感器随机偏差的时间演变进行建模。该系统估计精确的三维关节运动学的能力已通过对上臂和跑步机步态的日常生活活动的各种案例研究得到验证。已经研究了两种具有不同传感器数量和配置的不同原型。与黄金标准运动捕捉系统相比,对几名健康受试者进行的实验显示出非常令人满意的结果。总体而言,两个系统之间的平均 RMS 差异低于 4 度。当使用较少数量的传感器进行步态分析时也是如此。该系统还用于动态识别
量化人体运动行为首先要尽可能准确地测量和估计运动学和动力学变量。监测人体运动在功能康复、骨科、运动、辅助机器人或工业人体工程学方面有着广泛的应用。当今的运动捕捉系统通常是指立体摄影测量系统和实验室级测力板,它们准确但价格昂贵,需要专业技能,并且不便携。最近,使用价格实惠的传感器进行人体运动估计,例如惯性测量单元或 RGB 深度相机,已成为众多研究的主题。尽管这些系统在实验室外具有巨大的应用潜力,但它们的准确性仍然有限,主要是由于固有的 IMU 漂移和视觉遮挡,并且关节运动学和动力学估计仍然难以估计。这些缺点可能解释了为什么这种系统很少用于常见的临床应用或家庭康复计划。在此背景下,本论文涉及开发一种新的经济实惠的运动捕捉系统,该系统能够准确估计人体 3D 关节状态。与以前基于视觉或惯性传感器的研究不同,所提出的方法包括结合新设计的视觉惯性传感器的数据。该系统还利用了新的实用校准方法,这些方法不需要任何外部设备,同时仍然非常实惠。所有传感器数据都融合到一个受约束的扩展卡尔曼滤波器中,该滤波器利用人体的生物力学和所研究的任务来显着改善关节状态估计。这是通过结合不同类型的约束(例如关节限制、刚体和软关节约束)以及对关节轨迹的时间演变和/或传感器随机偏差进行建模来实现的。该系统估计精确 3D 关节运动学的能力已通过对上臂和跑步机步态的日常生活活动的各种案例研究得到验证。已经研究了两种具有不同传感器数量和配置的不同原型。与黄金标准运动捕捉系统相比,对几名健康受试者进行的实验显示出非常令人满意的结果。总体而言,两个系统之间的平均 RMS 差异低于 4 度。当使用较少数量的传感器进行步态分析时也是如此。该系统还用于
2001年7月至2005年10月,材料科学与工程专业领域:电子和光子材料顾问:教授。N. C. MacDonald和J. E. Bowers GPA:4.00/4.00论文:MEMS可触发垂直腔腔半导体光学放大器我的论文集中于开发第一个波长可调垂直垂直 - 腔体半导体光学放大器(VCSOA)。为了实现动态光谱可调性,这些设备结合了微机械静电调谐元件。这项研究产生了10个经过同行评审的出版物和程序,专利(已获得Aerius Photonics许可),并在MIT技术评论,复合半导体杂志和Fibresystems Europe中介绍。实验研究涵盖了可调放大器的光纤测试,以及基于激光振动仪的MEMS执行器的表征。除了实验测量外,还开发了一个全面的分析模型来描述可调VCSOA的特性。undergradute e ducation
该项目研究了以下假设:灵活的认知和行为由灵活的枢纽支持——前顶叶脑区具有广泛的全球脑连接,可根据任务需求灵活更新。首席研究员(奖学金): “超越记忆功能的定位:学习使用多种神经成像技术估计皮质区域间定向连接的统计方法”,国家科学基金会(IGERT 奖学金),资助金额:30,000 美元。状态:已完成。