基于全身動捕的太極拳輔助教學(xué)與評價方法.pdf

1、太極拳是一種受到廣大人民群眾喜愛的健身活動，是人們修身養(yǎng)性、陶冶情操的方式之一。通過使用動作捕捉系統(tǒng)和數(shù)據(jù)手套捕捉人體運動姿態(tài)，實時指導(dǎo)練習(xí)太極拳，對推廣太極拳、傳播太極拳文化具有重要的意義。本文提出了太極拳和人體全身姿態(tài)捕捉相結(jié)合的雙向自然交互的太極拳輔助教學(xué)與評價方法，為太極拳學(xué)習(xí)愛好者提供一種全新的教學(xué)方式。本文的主要工作如下:
　　(1)針對實時人體全身動捕的問題，分析基于約束的層次和剛體力學(xué)的人體骨骼模型，使用慣性動作捕

2、捉系統(tǒng)和數(shù)據(jù)手套采集人體姿態(tài)數(shù)據(jù)，采用三維面片模型構(gòu)建人體三維模型，實時動態(tài)重構(gòu)人體三維骨骼模型。
　　(2)針對太極拳手勢識別的問題，分析太極拳中常見手勢，使用數(shù)據(jù)手套采集大量的太極拳手勢數(shù)據(jù)，建立基于PSO改進的BP網(wǎng)絡(luò)模型，提出太極拳中拳法手勢的識別算法。
　　(3)針對太極拳整體和局部動作趨勢預(yù)測識別的問題，分析太極拳招式特點，太極拳動作中各主要關(guān)節(jié)的活躍情況和空間特性，提出構(gòu)建太極拳動作原語庫;分析人體動作和人體關(guān)

3、節(jié)點傳感器的分布特點，提出太極拳動作相似度金字塔模型。分析全身傳感器位姿數(shù)據(jù)，基于SVM的整體動作識別，分析人體局部關(guān)節(jié)傳感器數(shù)據(jù)，構(gòu)成局部關(guān)節(jié)向量，基于CCA的局部關(guān)節(jié)向量度量，對關(guān)節(jié)運動趨勢預(yù)測，從而對太極拳動作給出合理化指導(dǎo)建議。
　　實驗結(jié)果表明能夠?qū)崟r準(zhǔn)確的對人體肢體動作和手部姿態(tài)進行識別，離線構(gòu)建動作原語庫，在線實時分析人體局部關(guān)節(jié)動作，及時給出合理化動作指導(dǎo)建議，能夠有效的輔助指導(dǎo)太極拳教學(xué)，促進太極拳的傳播與發(fā)展。