运动姿态识别产品在人体健康、医疗辅助、姿态矫正、人机交互等领域有重要的运用。人体肩关节的运动复杂多变,会参与人体的各类运动,肩关节与其他关节的运动姿态组合搭配,可以识别更多的人体运动姿势,从而在更多领域得到运用,所以对肩关节的运动姿态识别研究显得尤为重要。将导电纱线织造在弹性针织物中,随人体肢体运动产生形变,可以获得电信号,一体织造成形的集成应变传感区的针织服装,旨在使传感区与基底服装无痕连接,兼顾舒适性和智能性,不仅免去集成工序,也使得传感区贴肤采集,在穿着无异物感的同时达到对人体日常姿态识别。本课题旨在织造一种具有肩关节姿态识别功能,且兼具良好穿着体验的纬编成形背心。主要研究了纬编成形背心的肩部结构,通过转化肩带织造方向消除肩部缝合线,并研究不同工艺的组织结构的传感性能,制作一体织造传感区的纬编成形背心,最终达到对人体肩部在三个基本面的七种基础动作的具体识别,为纬编成形背心结构和肩部姿态监测的后续研究与应用提供参考。具体研究内容如下:首先,调研市场上已有的背心款式结构,采用纬编成形技术试织三种基底背心,分析消除背心缝合线的方法。对人体肩斜角度与肩带位置进行分析,提出一种将背心肩带由纵向织造转化为横向织造的方法。通过对特征人体进行区域划分、将三维人体结构分区转化为二维背心模板结构功能分区,考虑肩部结构织造转化的可行性。试织两种相同横纵针数、不同排列方向的传感区,并模拟传感区域在背心肩部的排列方法。其次,对纬平针、浮线、吊针三种组织在纬编小圆机上的不同织造工艺进行研究,通过对2组共6种纬平针组织结构的传感区做横列数和纵行数的拉伸实验,对4组共16种浮线组织结构的传感区做2种导电纱、2种基底纱线、4种浮线工艺的对照实验,对2组共6种吊针组织结构的传感区做横列数和纵行数的拉伸实验,对4组共17种吊针组织的传感区做工艺参数选择实验。纬平针、浮线、吊针组织的针织应变传感区各有不同的性能特点,对比选出较适宜的组织结构以及对应的工艺织造参数。再次,对无缝组织进行结构设计和仿真,建立三维纬编成形背心模型,完成组织结构对应功能区域的填充。对肩带转化后的二维背心结构进行区域划分,在背心的肩部排列6个传感区、背部排列3个传感区。实际织造六组不同纱线原料的纬编成形背心,搭配不同的肩部无缝组织,得到最佳织造工艺参数。最后在机器软件中绘制结构图,编写上机程序语言,使得导电纱分别在背心的肩部、背部一体织造,对样品进行后处理并确定背心的各个区域的最终数据。最后,从运动学概念分析体肩部活动,提取冠状面、水平面、矢状面三个平面的7种需要识别的肩部活动姿态。搭建动态电阻采集系统,配备PC端桌面应用软件,完成纬编成形背心与采集系统硬件的组装。对纬编成形背心肩部和背部共9个传感区进行区域选择实验,选取并分析肩部和背部各1个传感区参与7种肩部姿态识别的数据曲线和电阻变化规律。采用中值滤波函数对数据进行预处理,将2个传感区的11组数据集进行序号命名,采用EDR算法对数据集进行两两组合的曲线拟合,通过编辑距离考察曲线拟合程度。建立判断决策树,在MATLAB中搭建数字肩部动作识别系统界面。