基于动作捕捉与刚体动力学的步行荷载重构与仿真

摘要：

采用医学步态分析与动作捕捉技术开展了73人次3066组步行荷载实验,通过粘帖于实验者身体各部位共39个Marker点捕捉步行者各部位运动轨迹,建立了步行者的多刚体及单刚体(包括基于质心点轨迹的单刚质心点模型以及基于某特定Marker点轨迹的单刚特征点模型)动力学模型,可由体段的运动轨迹重构竖直方向及水平侧向步行荷载.多刚体及单刚体模型均可实现步行荷载竖向分量的高精度重构,其中单刚特征点模型使用方便且精度好,推荐用于竖向步行荷载的重构.对于水平侧向分量的重构,多刚体模型与单刚体质心点模型结果合理,而单刚体特征点模型不适用.基于实测数据,拟合了人体步行时质心竖直方向运动轨迹的傅立叶级数模型,并利用此模型进行竖向步行荷载的仿真,可用于大跨度工程结构的竖向人致振动舒适度分析问题.

关键词：步行荷载、动作捕捉技术、刚体模型、荷载仿真

所属期刊栏目：21

分类号：Q66(生物力学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51178338;上海市自然科学基金11ZR1439800

在线出版日期：2013-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：961-972