Acquisition of a 3D Motion Analysis System
Acquisition of a 3D Motion Analysis System
批准号:
0319853
负责人:
P. Frank Pai
金额:
$12.73万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2003-08-01 至 2007-07-31
中文摘要
摘要1该提案的总体目标是获得一个VICON 612运动分析系统(MAS),并1)将其整合到PI现有的研究机构中,2)加强PI之间的新的合作研究,3)开发新的测量技术,4)将其整合到PI两个部门的选定本科生和研究生课程中,和5)使设备可用于大学的其他研究人员。MAS使用高分辨率CMOS相机捕捉动态系统的图片,当可见的红色数字LED闪光灯照亮固定在系统上的微小回射标记时。使用摄影测量自动计算由至少两个摄像机看到的每个回射标记的瞬时三维坐标,并且所有标记的位移、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用于动态表征、损伤检测和控制。物理上不同于普通的点传感器(例如,加速度计和接近传感器)和轮廓传感器(如录像机),MAS提供了同时,非接触,和精确的测量三维坐标的多达100个点的机械系统进行大的运动。这项工作将解决关键的实验问题,并制定先进的实验技术的测试,设计验证,损伤检测,建模,和快速原型的HFSs和其他机械和航空航天系统。本文的研究工作将对可展开/充气式空间结构及其它机械系统的非线性静力学、动力学、控制和设计等方面的研究起到重要的推动作用。该系统将极大地增强研究密集型学习环境,为工程专业学生提供以下领域的培训:1)机械和航空航天系统的振动测试和分析,2)可展开/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非常显著和广泛。
英文摘要
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.
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会议论文
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项目类别:Standard Grant
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财政年份:2000
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负责人:P. Frank Pai
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项目类别:Standard Grant
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财政年份:1998
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负责人:P. Frank Pai
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依托单位:
国内基金
海外基金
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