[01256261]基于柔性压力测量的人体运动识别与交互研究

随着人机交互技术发展进入自然交互阶段，对传感技术的也提出了更进一步的要求，作为手掌和足底接触力的主要信息获取手段，柔性力敏传感器借助自身特殊的物理特性完成柔性界面、曲面和不规则形状界面上高密度、高柔韧性、高贴合性等特点的接触力检测，它是人与外界交互作用力信息获取的一种有效手段。

为了实现人体运动环境中柔性、实时、准确和可靠的力信息获取，通过剪切和曲面校准可提升柔性力敏传感器的性能和准确性。改造偏摆仪提出一种针对剪切的标定装置，研究发现传感器表面的剪切应力能增大传感器的输出，其中较小径向垂直加载时影响较明显。

本文同时自主设计提出了一种针对曲面半径变化的标定装置，研究证实的曲率半径减小传感器数据的输出，其中曲面半径越小对传感器的准确性影响越明显，曲面半径与剪切的叠加能更显著的影响传感器性能。验证实验表明本文所设计的标定校准方法将能显著提升运动环境下手接触力信息和足底接触力信息测量检测的准确性。

3、使用柔性力敏传感技术实现了曲面接触下手与摩托车器件的接触力信息获取，使用自适应模糊神经网络粒子群优化算法设计了手功能动作识别算法，结合传感器标定校准处理优化了检测效果，从而提出了一种不妨碍摩托车运动员正常操作的过程化、细节性手操控信息获取力感应手套式系统，解决摩托车运动员手操控信息的实时获取问题，有助于现场观测摩托车运动员骑行状态，为高水平摩托车运动员的技术诊断和训练指导提供科学依据，从而优化骑行技术、预防事故风险，最终为手功能技术分析研究提供了一种思路。

4、使用柔性力敏传感技术制备的便携式压力平板实现了操作简易、场地限制少、快速测量的蹦床运动下肢专项力量检测方法，提出了一种基于足底地面反作用力Morlet小波分析的下肢力量精确性评价方法，在特征层对足底地面反作用力的时间域和空间域信息进行相似度分析，有助于蹦床等体育项目选材和训练指导等应用，同时扩展足底平板系统的应用功能。

利用基于柔性力敏传感的足底压力系统随时随地、快速、直观的平衡能力检测，选取学龄前儿童平衡能力关键指标检测。

整合柔性力敏传感的平衡能力检测和基于光学运动捕捉的体感游戏提出了一种低成本平衡能力测训一体化系统方案。

最后通过基于自适应兴趣动机模型的训练处方管理，实现了平衡能力检测指标对体感游戏训练方案的动态调整。

该系统可作为一种低成本居家式平衡能力测训，适合普及推广。