基于全身動(dòng)捕的太極拳輔助教學(xué)與評(píng)價(jià)方法.pdf

1、太極拳是一種受到廣大人民群眾喜愛(ài)的健身活動(dòng)，是人們修身養(yǎng)性、陶冶情操的方式之一。通過(guò)使用動(dòng)作捕捉系統(tǒng)和數(shù)據(jù)手套捕捉人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，實(shí)時(shí)指導(dǎo)練習(xí)太極拳，對(duì)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(píng)價(jià)方法，為太極拳學(xué)習(xí)愛(ài)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(duì)實(shí)時(shí)人體全身動(dòng)捕的問(wèn)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(dòng)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)重構(gòu)人體三維骨骼模型。
　　(2)針對(duì)太極拳手勢(shì)識(shí)別的問(wèn)題，分析太極拳中常見(jiàn)手勢(shì)，使用數(shù)據(jù)手套采集大量的太極拳手勢(shì)數(shù)據(jù)，建立基于PSO改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)模型，提出太極拳中拳法手勢(shì)的識(shí)別算法。
　　(3)針對(duì)太極拳整體和局部動(dòng)作趨勢(shì)預(yù)測(cè)識(shí)別的問(wèn)題，分析太極拳招式特點(diǎn)，太極拳動(dòng)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(dòng)作原語(yǔ)庫(kù);分析人體動(dòng)作和人體關(guān)

3、節(jié)點(diǎn)傳感器的分布特點(diǎn)，提出太極拳動(dòng)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(dòng)作識(shí)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(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，從而對(duì)太極拳動(dòng)作給出合理化指導(dǎo)建議。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的對(duì)人體肢體動(dòng)作和手部姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，離線(xiàn)構(gòu)建動(dòng)作原語(yǔ)庫(kù)，在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析人體局部關(guān)節(jié)動(dòng)作，及時(shí)給出合理化動(dòng)作指導(dǎo)建議，能夠有效的輔助指導(dǎo)太極拳教學(xué)，促進(jìn)太極拳的傳播與發(fā)展。