Acquisition of a 3D Motion Analysis System
获取 3D 运动分析系统
基本信息
- 批准号:0319853
- 负责人:
- 金额:$ 12.73万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2003
- 资助国家:美国
- 起止时间:2003-08-01 至 2007-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Abstract1The overall objective of the proposal is to acquire a VICON 612 Motion Analysis System (MAS)and to 1) integrate it into existing research setups of the PIs, 2) strengthen new collaborativeresearch among the PIs, 3) develop new measurement techniques, 4) integrate it into selectedundergraduate and graduate courses in the two departments of the PIs, and 5) make the equipmentavailable to other researchers at the University. A MAS uses high-resolution CMOS cameras tocapture pictures of a dynamical system when visible red digital LED strobes light up tiny retro-reflectivemarkers that are fixed on the system. Instantaneous three-dimensional coordinates ofeach retro-reflective marker that is seen by at least two cameras are automatically calculatedusing photogrammetry, and displacements, velocities, and accelerations of all makers areavailable for performing dynamic animation and further signal processing for dynamicscharacterization, damage detection, and control. Physically different from common point sensors(e.g., accelerometers and proximity sensors) and profile sensors (e.g, video recorders), the MASoffers simultaneous, non-contact, and accurate measurements of 3D coordinates of as many as100 points on a mechanical system undergoing large motions.This work will solve critical experimental issues and develop advancedexperimental techniques for the testing, design verification, damage detection, modeling, andrapid prototyping of HFSs and other mechanical and aerospace systems. This work will advancethe knowledge of nonlinear statics, dynamics, control, and design of deployable/inflatable spacestructures and other mechanical systems. The system will dramatically enhanceresearch-intensive learning environments for training engineering students in the areas of 1)vibration testing and analysis of mechanical and aerospace systems, 2) testing andcharacterization of deployable/inflatable space structures, 3) motion control of mechanicalsystems, 4) design of active structures, and 5) modeling of human movement. The potentialimpact of this work on the design of modern space, aerospace, mechanical, and civil systems isexpected to be very significant and broad.
摘要:本提案的总体目标是获得一个VICON 612运动分析系统(MAS),并将其整合到pi的现有研究装置中,2)加强pi之间的新合作研究,3)开发新的测量技术,4)将其整合到pi的两个部门的选择的本科和研究生课程中,5)使该设备可供大学的其他研究人员使用。当可见的红色数字LED频闪灯照亮固定在系统上的微小反向反射标记时,MAS使用高分辨率CMOS相机捕捉动态系统的照片。使用摄影测量技术自动计算至少两台相机看到的每个反射标记的瞬时三维坐标,所有制造商的位移,速度和加速度可用于执行动态动画和进一步的信号处理,以进行动态表征,损伤检测和控制。物理上不同于普通点传感器(例如:例如,加速度计和接近传感器)和轮廓传感器(例如,录像机),mass可以同时,非接触式,精确测量机械系统上多达100个点的3D坐标,进行大运动。这项工作将解决关键的实验问题,并为hfs和其他机械和航空航天系统的测试、设计验证、损伤检测、建模和快速原型开发先进的实验技术。这项工作将推进非线性静力学、动力学、控制和可展开/可充气空间结构和其他机械系统设计的知识。该系统将极大地增强研究密集型学习环境,以培养工程专业学生在以下领域:1)机械和航空航天系统的振动测试和分析,2)可展开/可充气空间结构的测试和表征,3)机械系统的运动控制,4)主动结构的设计,以及5)人体运动建模。这项工作对现代空间、航空航天、机械和民用系统设计的潜在影响预计将是非常重要和广泛的。
项目成果
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