估算個體運動學或動力學相關參數的電腦實施方法及系統Computer implemented method and system of estimating kinematic or dynamic parameters for individuals

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

102102318

專利證號

I 498832

專利獲證名稱

估算個體運動學或動力學相關參數的電腦實施方法及系統Computer implemented method and system of estimating kinematic or dynamic parameters for individuals

專利所屬機關 (申請機關)

國立成功大學

獲證日期

2015/09/01

技術說明

一種具有個體屬性之動力學分析方法及其系統，是用來估算針對某一受測體在運動過程中各肢段間之關節受力情形。該系統係由一輸入模組、一模型建構模組、一計算模組所組成。該輸入模組藉由一靜態掃描單元取得受測體之三維體表資訊；藉由一動作捕捉單元取得該受測體在運動過程中之動作資訊；同時亦可藉由一邊界外力單元取得該受測體與外部環境之間相互作用之情形。該模型建構模組藉由一身體結構化單元根據該個體之三維體表資訊進行特徵搜尋與重新佈點之處理，得到精簡又不失真的個體幾何模型；再藉由一肢段分割單元依照解剖觀點進行適當分割；之後藉由一運動模型單元將各關節活動的相對運動進行數學模型化；同時也需藉由一動作註冊單元將該動作捕捉單元取得之動作資訊註冊到該運動模型上面。該計算模組藉由一慣性參數單元進行各肢段之質量、質心、轉動慣量等力學參數之估算；再藉由一運動參數單元處理相關給何尺寸及座標轉換問題，並進行各肢段之位置、速度、加速度等之估算；最後整合這些參數與邊界外力之條件，藉由一動力學分析單元進行處理，推算出該特定個體各肢段間之關節內部受力情形。 A subject-specific body dynamics analysis method and a system using the method, capable of estimating the joint loads of a tested object during performing some movements, are disclosed. The system comprises an input module, a model construction module, and a computation module. The input module has a body scan unit to provide a point cloud of the tested object, a motion capture unit to provide motion data of the tested object, and an external force unit. The model construction unit provides a body model with significant features and body segments, a kinematic model unit for simulating the relative motion of joints, and a registration unit for merging captured motion data. The computation module consists of a inertia moment unit used to calculate the body segmented parameters, a kinematic parameter unit used to calculate the position, velocity, acceleration of segmented links, and a dynamic analysis unit to calculate the inverse dynamics of the tested object.

備註

本部(收文號1080009071)同意該校108年2月1日成大研總字第1081100901號函申請終止維護專利

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