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人工智慧於個體化運動介入輔助系統開發-體維辨識與動作評估

為了解決衣服 下擺 英文的問題，作者陳冠宇 這樣論述：

指導教授推薦書口試委員會審定書致謝 ...............................................iii中文摘要 ............................................iv英文摘要 ............................................vi目錄 ..............................................viii圖目錄 ...............................................x表目錄 ....................

.........................xiv第一章 緒論..........................................1第一節 背景與動機.....................................1第二節 研究目的.......................................4第二章 文獻探討.......................................5第一節 體型指標與健康之相關............................5第二節 運動介入之健康效應........................

......72.2.1 運動與慢性疾病之相關.............................72.2.2 運動與精神狀態之相關.............................92.2.3 運動與肌少症之相關..............................10第三節 人體體型指標與運動介入之相關.....................12第四節 科技於運動輔助之應用............................142.4.1 人工智慧於運動輔助之應用........................ 142.4.2 加速規於運動輔助之運用.......

................... 17第三章 研究方法.......................................19第一節 研究設計.......................................19第二節 資料來源與研究方法..............................203.2.1 研究樣本........................................203.2.2 AI 人體體維量測技術 ............................213.2.3 3D 骨架擷取技術....................

.............25第三節 統計分析方法....................................26第四章 研究結果.......................................27第一節 AI 體維技術的開發與測試 ........................27第二節 AI 體維技術的資料收集與分析 .....................414.2.1 描述性統計..................................... 414.2.2 人體體維測量數值................................ 43第

三節 傳統量測與 AI 體維量測之差異 ....................514.3.1 社區量測數值比較................................ 514.3.2 校區收案量測數值比較............................ 60第四節 AI 體維技術的殘差分析 ..........................69第五節 3D 骨架擷取技術的開發與測試......................814.5.1 3D 骨架擷取技術的開發流程....................... 814.5.2 3D 骨架擷取技術的測試結果........

............... 84第六節 系統整合與管理..................................91第五章 討論...........................................94第一節 AI 體維量測實地拍攝的問題討論 ...................96第二節 3D 骨架擷取技術實測問題.........................109第六章 結論與建議.....................................113結論 .............................................

...113研究建議..............................................114研究限制..............................................119參考文獻..............................................120圖目錄圖 1. 研究流程圖....................................... 20圖 2. AI 人體體維量測流程圖............................. 22圖 3. AI 人體體維量測位置...............

................ 23圖 4. Intel RealSense L515 深度相機.................... 24圖 5. 3D 骨架擷取技術.................................. 25圖 6. 骨架座標位置..................................... 26圖 7. 開發流程圖....................................... 28圖 8. 標記之各關節節點................................. 29圖 9. 輪廓周長的計算方式...........

.................... 29圖 10. 實際體維之計算公式.............................. 29圖 11. 實際測試之畫面.................................. 30圖 12. 平均誤差比較圖(公分)............................ 32圖 13. 平均誤差比較圖(百分比).......................... 32圖 14. 平均測量誤差值(10 次)........................... 34圖 15. 平均測量誤差百分比....................

........... 34圖 16. 不同距離及角度拍攝示意圖...........................35圖 17. 曲面邊緣影像補償................................. 36圖 18. 角度不同誤差修正................................. 36圖 19. 平均誤差比較圖................................... 38圖 20. 量測比對示意圖................................... 38圖 21. 手臂補償示意圖........................

........... 39圖 22. 修正後的平均誤差比較圖............................ 40圖 23. 社區頸圍相關分析圖(r=0.249) ..................... 54圖 24. 社區腰圍相關分析圖(r=0.655) ..................... 55圖 25. 社區臀圍相關分析圖(r=0.669) ..................... 55圖 26. 社區左上臂圍相關分析圖(r=0.254) ................. 56圖 27. 社區左前臂圍相關分析圖(r=0.169)..................

56圖 28. 社區右上臂圍相關分析圖(r=0.381) ................. 57圖 29. 社區右前臂圍相關分析圖(r=0.149) ................. 57圖 30. 社區左大腿圍相關分析圖(r=0.388) ................. 58圖 31. 社區左小腿圍相關分析圖(r=0.591) ................. 58圖 32. 社區右大腿圍相關分析圖(r=0.361) ................. 59圖 33. 社區右小腿圍相關分析圖(r=0.706) ................. 59圖 34. 校區頸圍相關分析圖

(r=0.215) ..................... 63圖 35. 校區腰圍相關分析圖(r=0.830) .................... 64圖 36. 校區臀圍相關分析圖(r=0.508) .................... 64圖 37. 校區左上臂圍相關分析圖(r=0.287) ................. 65圖 38. 校區左前臂圍相關分析圖(r=0.149) ................. 65圖 39. 校區右上臂圍相關分析圖(r=0.131) ................. 66圖 40. 校區右前臂圍相關分析圖(r=0.217) ..

............... 66圖 41. 校區左大腿圍相關分析圖(r=0.530) ................. 67圖 42. 校區左小腿圍相關分析圖(r=0.128) ................. 67圖 43. 校區右大腿圍相關分析圖(r=0.476) ................. 68圖 44. 校區右小腿圍相關分析圖(r=0.086) ................. 68圖 45. 社區頸圍殘差圖.................................. 70圖 46. 社區腰圍殘差圖...............................

... 70圖 47. 社區臀圍殘差圖.................................. 71圖 48. 社區左上臂圍殘差圖............................... 71圖 49. 社區左前臂圍殘差圖............................... 72圖 50. 社區右上臂圍殘差圖............................... 72圖 51. 社區右前臂圍殘差圖............................... 73圖 52. 社區左大腿圍殘差圖............................... 7

3圖 53. 社區左小腿圍殘差圖............................... 74圖 54. 社區右大腿圍殘差圖............................... 74圖 55. 社區右小腿圍殘差圖............................... 75圖 56. 校區頸圍殘差圖................................... 76圖 57. 校區腰圍殘差圖.................................. 76圖 58. 校區臀圍殘差圖................................... 77

圖 59. 校區左上臂圍殘差圖............................... 77圖 60. 校區左前臂圍殘差圖............................... 78圖 61 校區右上臂圍殘差圖.............................. 78圖 62. 校區右前臂圍殘差圖............................... 79圖 63. 校區左大腿圍殘差圖............................... 79圖 64. 校區左小腿圍殘差圖............................... 80圖 65. 校區

右大腿圍殘差圖............................... 80圖 66. 校區右小腿圍殘差圖............................... 81圖 67. 3D 骨架座標位移距離及速度計算圖................... 82圖 68 各部位動能計算公式................................ 82圖 69. 截面積計算公式................................... 82圖 70. 二頭彎舉示意圖................................... 83圖 71. 能量消耗與體圍變

化比較(左上臂圍)................... 88圖 72. 能量消耗與體圍變化比較(右上臂圍)................... 89圖 73. 能量消耗與體圍變化比較(左大腿圍)................... 89圖 74. 能量消耗與體圍變化比較(左小腿圍)................... 90圖 75. 操作流程示意..................................... 92圖 76. 體圍拍攝介面呈現................................. 92圖 77. 操作介面呈現....................

................. 93圖 78. 結果介面呈現..................................... 93圖 79. 大華里室內環境示意圖............................. 97圖 80. 下肢體維量測失敗示意圖(正面)...................... 97圖 81. 下肢體維量測失敗示意圖(側面)..................... 97圖 82. 拍攝距離誤差示意圖(左距離 2.3m，右距離 3.1m)...... 98圖 83. 拍攝光源不足(一)...............................

.. 99圖 84. 拍攝光源不足(二)................................. 99圖 85. 受測者成像過小(深度偵測不全)...................... 99圖 86. 受測者成像過小(距離過遠).......................... 99圖 87. 拍攝時未將面部抬起.............................. 100圖 88. 拍攝時未在畫面中央(衣袖未固定)................... 100圖 89. 衣袖未固定且未與鏡頭平行(右)..................... 101圖 90. 雙手未平

行抬起(左).............................. 101圖 91. 特殊個案呈現(側面).............................. 102圖 92. 特殊個案呈現(正面).............................. 102圖 93. 拍攝時衣袖未固定................................ 103圖 94. 頭部未完全抬起................................. 103圖 95. 頭髮納入頸圍計算................................ 104圖 96. 未依指示

動作拍攝(一)............................ 104圖 97. 未依指示動作拍攝(二)............................ 104圖 98. 頸圍標線已標示至頭髮............................ 106圖 99. 頸圍標線已標示至頭髮............................ 106圖 100. 頸圍標線偏移.................................. 106圖 101. 頸圍標線偏移.................................. 106圖 102. 衣服隆起示意圖

................................ 107圖 103. 衣服隆起示意圖................................ 107圖 104. 臀部兩側口袋隆起...............................107圖 105. 臀部兩側口袋隆起............................ 107圖 106. 上臂標示過長且前臂量測位置偏移.............. 108圖 107. 衣物寬鬆造成量測上的誤差...................... 108圖 108. 前臂量測位置偏移..................

........... 108圖 109. 長褲下擺影響拍攝.............................. 109圖 110. 短褲褲管寬鬆影響拍攝.......................... 109圖 111. 頸部模型輔助示意圖............................ 114表目錄表 1. 人體體維量測標準................................. 23表 2. L515 深度相機規格表............................. 24表 3 骨架座標位置對應之部位.........................

.... 26表 4. 十名測試者實際量測數值............................ 31表 5. 假人量測數據表................................... 33表 6. 各體維量測誤差比較表............................. 33表 7. 平均誤差比較圖.................................... 37表 8. 修正後的平均誤差比較表............................. 40表 9. 生活習慣與人口學變項............................... 46表

10. 全體樣本人體測量指標.............................. 47表 11. 按性別分層之人體測量指標.......................... 48表 12. 按地區分層之人體測量指標.......................... 49表 13. 校區性別分層之人體測量指標........................ 50表 14. 傳統量測及 AI 體之人體體維測量指標(n=66) .......... 53表 15. AI 體維與傳統量測誤差分析 ........................ 54表 16. AI 體維量測與傳統量測比

較及差異分析(n=66) ......... 62表 17. AI 體維量測與傳統量測比較及差異分析 ............... 63表 18. 動能消耗估算表................................... 84表 19. 現階段可量測之動作................................ 84表 20. 四肢能量消耗表.................................... 87表 21. 介入前後體重體脂率比較表........................... 87表 22. 介入前後體維比較表...............

................. 88表 23. 動作拍攝需求表................................. 112表 24. 已知問題以及未來改善方向.......................... 114