基于視頻圖像處理的跑步機速度自適應控制技術的研究.pdf

1、隨著物質(zhì)生活水平的提高，越來越多的人開始關心自身的健康狀態(tài)，并積極投入健康運動，電動跑步機體積小、節(jié)約空間、操作簡便，已經(jīng)成為常用的健身器材之一。然而，傳統(tǒng)電動跑步機的使用過程中，跑步者必須被迫調(diào)節(jié)自身速度去適應跑步機預設的固定速度，嚴重影響跑步者運動時的主動性和輕松感，也限制了電動跑步機的應用拓展;機械跑步機雖能實現(xiàn)速度的自跟隨，但其對運動者肌肉關節(jié)的損傷不容忽視。因此，一種能夠判斷運動者加減速意圖，并實時控制跑步機電機速度的技術變得

2、尤為重要，速度自適應跑步機在日常鍛煉與醫(yī)療復健領域都有著廣闊前景。
　　本課題從計算機視覺的角度著手，基于對運動者走、跑的視頻圖像序列的處理，取得人體的運動特征并對其進行分析，提出實時控制跑步機電機速度的方案，最終實現(xiàn)跑步機的速度自適應控制。本課題主要有以下三方面工作:
　　(1)運動圖像的提取。通過攝像頭采集實驗者的運動圖像序列，基于良好的背景模型，通過背景消除法得到運動者的圖像，并對圖像進行形態(tài)學、圖形學處理，獲得良好的

3、運動目標圖像信息。
　　(2)運動特征的分析。利用人體解剖學知識，對獲取的運動目標圖片進行分析處理，獲得運動目標的各關節(jié)特征，得出目標相對位移參量，軀干傾斜角參量，為跑步機的速度控制的實現(xiàn)提供判定基礎。
　　(3)跑步機的速度控制。由前兩部分所得結論，以運動目標在連續(xù)運動狀態(tài)下的相對位移為參量，建立參量與跑步機電機速度之間的數(shù)學模型，實現(xiàn)調(diào)速目的。
　　試驗結果表明，本設計中的跑步機在速度調(diào)整周期內(nèi)，能夠完成速度匹配，