跳伞者动态模型及其在风洞与自由落体中的验证

本文提出了一种创新方法，以深入理解人体飞行所涉及的运动技能。其核心思想是构建一个能够虚拟执行跳伞机动动作的自主系统模型。我们开发了一个动态跳伞者模型与模拟器，包含生物力学、空气动力学和运动学模型、动力学运动方程以及虚拟现实环境。在垂直风洞和自由落体中的跳伞实验里，测量了肢体相对朝向以及由此产生的惯性身体角位置与角速度。将这些实验数据与相应的仿真数据进行比较，以对基础跳伞机动动作进行模型调参与验证。该模型被进一步扩展以重建高级空中机动动作，例如稳定平衡点之间的过渡。实验数据通过为此目的改进的Unscented Kalman Filter，用于估计跳伞者随时间变化的意识输入。