993 resultados para motion measurement


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Measurement of in-plane motion with high resolution and large bandwidth enables model-identification and real-time control of motion-stages. This paper presents an optical beam deflection based system for measurement of in-plane motion of both macro- and micro-scale motion stages. A curved reflector is integrated with the motion stage to achieve sensitivity to in-plane translational motion along two axes. Under optimal settings, the measurement system is shown to theoretically achieve sub-angstrom measurement resolution over a bandwidth in excess of 1 kHz and negligible cross-sensitivity to linear motion. Subsequently, the proposed technique is experimentally demonstrated by measuring the in-plane motion of a piezo flexure stage and a scanning probe microcantilever. For the former case, reflective spherical balls of different radii are employed to measure the in-plane motion and the measured sensitivities are shown to agree with theoretical values, on average, to within 8.3%. For the latter case, a prototype polydimethylsiloxane micro-reflector is integrated with the microcantilever. The measured in-plane motion of the microcantilever probe is used to identify nonlinearities and the transient dynamics of the piezo-stage upon which the probe is mounted. These are subsequently compensated by means of feedback control. (C) 2013 AIP Publishing LLC.

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A robust, compact optical measurement unit for motion measurement in micro-cantilever arrays enables development of portable micro-cantilever sensors. This paper reports on an optical beam deflection-based system to measure the deflection of micro-cantilevers in an array that employs a single laser source, a single detector, and a resonating reflector to scan the measurement laser across the array. A strategy is also proposed to extract the deflection of individual cantilevers from the acquired data. The proposed system and measurement strategy are experimentally evaluated and demonstrated to measure motion of multiple cantilevers in an array. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

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Measurement of out-of-plane linear motion with high precision and bandwidth is indispensable for development of precision motion stages and for dynamic characterization of mechanical structures. This paper presents an optical beam deflection (OBD) based system for measurement of out-of-plane linear motion for fully reflective samples. The system also achieves nearly zero cross-sensitivity to angular motion, and a large working distance. The sensitivities to linear and angular motion are analytically obtained and employed to optimize the system design. The optimal shot-noise limited resolution is shown to be less than one angstrom over a bandwidth in excess of 1 kHz. Subsequently, the system is experimentally realized and the sensitivities to out-of-plane motions are calibrated using a novel strategy. The linear sensitivity is found to be in agreement with theory. The angular sensitivity is shown to be over 7.5-times smaller than that of conventional OBD. Finally, the measurement system is employed to measure the transient response of a piezo-positioner, and, with the aid of an open-loop controller, reduce the settling time by about 90%. It is also employed to operate the positioner in closed-loop and demonstrate significant minimization of hysteresis and positioning error.

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Hybrid opto-digital joint transform correlator (HODJTC) is effective for image motion measurement, but it is different from the traditional joint transform correlator because it only has one optical transform and the joint power spectrum is directly input into a digital processing unit to compute the image shift. The local cross-correlation image can be directly obtained by adopting a local Fourier transform operator. After the pixel-level location of cross-correlation peak is initially obtained, the up-sampling technique is introduced to relocate the peak in even higher accuracy. With signal-to-noise ratio >= 20 dB, up-sampling factor k >= 10 and the maximum image shift <= 60 pixels, the root-mean-square error of motion measurement accuracy can be controlled below 0.05 pixels.

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Superseded by TM 8-640, Jan. 1968.

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This paper presents an original computational approach to extraction of movie tempo for deriving story sections and events that convey high level semantics of stories portrayed in motion pictures, thus enabling better video annotation and interpretation systems. This approach, inspired by the existing cinematic conventions known as film grammar, uses the attributes of motion and shot length to define and compute a novel continuous measure of tempo of a movie. Tempo flow plots are derived for several full-length motion pictures and edge detection is performed to extract dramatic story sections and events occurring in the movie, underlined by their unique tempo. The results confirm reliable detection of actual distinct tempo changes and serve as useful index into the dramatic development and narration of the story in motion pictures.

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This paper presents the design and modeling of an active five-axis compliant micromanipulator whose tip orientation can be independently controlled by large angles about two axes and the tip-position can be controlled in three dimensions. These features enable precise control of the contact point of the tip and the tip-sample interaction forces with three-dimensional nanoscale objects, including those features that are conventionally inaccessible. Control of the tip-motion is realized by means of electromagnetic actuation combined with a novel kinematic and structural design of the micromanipulator, which, in addition, also ensures compatibility with existing high-resolution motion-measurement systems. The design and analysis of the manipulator structure and those of the actuation system are first presented. Quasi-static and dynamic lumped-parameter (LP) models are then derived for the five-axis compliant micromanipulator. Finite element (FE) analysis is employed to validate these models, which are subsequently used to study the effects of tip orientation on the mechanical characteristics of the five-axis micromanipulator. Finally, a prototype of the designed five-axis manipulator is fabricated by means of focused ion-beam milling (FIB).

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纳米粒子布朗运动特性对Micro-/Nano-PIV的使用和与粒子相关的物理现象的研究有重要意义.观测了200nm荧光粒子的布朗运动,利用单粒子追踪(SPT)算法和自编程序处理图像,获得粒子的均方位移,计算了实验扩散系数D_(exp)为2.09×10~(-12) m~2/s.与Stokes-Einstein公式估计的理论扩散系数D_(th)相比,二者量阶一致,但实验扩散系数的数值偏小约5%.对相关的实验误差进行了分析.

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Dissertação de natureza científica realizada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia de redes de comunicação e Multimédia

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L’instrument le plus fréquemment utilisé pour la mesure de l’amplitude de mouvement du coude est le goniomètre universel. Or celui-ci ne fait pas l’unanimité : plusieurs auteurs remettent en question sa fiabilité et validité. Cette étude détaille donc, en trois étapes, une alternative beaucoup plus précise et exacte : une méthode radiographique de mesure. Une étude de modélisation a d’abord permis de repérer les sources d’erreur potentielles de cette méthode radiographique, à ce jour jamais utilisée pour le coude. La méthode a ensuite servi à évaluer la validité du goniomètre. À cette fin, 51 volontaires ont participé à une étude clinique où les deux méthodes ont été confrontées. Finalement, la mesure radiographique a permis de lever le voile sur l’influence que peuvent avoir différents facteurs démographiques sur l’amplitude de mouvement du coude. La méthode radiographique s’est montrée robuste et certaines sources d’erreurs facilement évitables ont été identifiées. En ce qui concerne l’étude clinique, l’erreur de mesure attribuable au goniomètre était de ±10,3° lors de la mesure du coude en extension et de ±7,0° en flexion. L’étude a également révélé une association entre l’amplitude de mouvement et différents facteurs, dont les plus importants sont l’âge, le sexe, l’IMC et la circonférence du bras et de l’avant-bras. En conclusion, l’erreur du goniomètre peut être tolérée en clinique, mais son utilisation est cependant déconseillée en recherche, où une erreur de mesure de l’ordre de 10° est inacceptable. La méthode radiographique, étant plus précise et exacte, représente alors une bien meilleure alternative.

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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A doença de Parkinson (DP) é uma neuropatologia que decorre em déficits na integração sensório-motora, destacando-se os problemas proprioceptivos e no sistema visual. Estudos mostram que pessoas com DP são mais dependentes da informação visual para executar a locomoção. Entretanto, pouco é conhecido quando a informação visual exproprioceptiva é anulada durante o andar livre e a ultrapassagem de obstáculo. Assim, o objetivo do estudo foi analisar o papel da informação visual exproprioceptiva durante o andar livre e a ultrapassagem de obstáculo em idosos com DP e idosos sadios. Participaram 12 idosos com DP, classificados em 1 e 2 na escala de Hoehn & Yahr, e 12 idosos sadios (pair matched). Os participantes foram convidados a andar, em velocidade preferida, sobre uma passarela de 8 metros sem e com obstáculo (SO e OB, respectivamente). As tentativas foram apresentadas combinando duas condições de informação visual: com e sem informação exproprioceptiva. Foram realizadas 3 tentativas por condição, totalizando 12 tentativas; realizadas em 2 blocos. A informação exproprioceptiva foi manipulada pelo uso de óculos que bloquearam a visão dos membros inferiores. Os dados cinemáticos foram coletados por um sistema optoeletrônico de análise do movimento (OPTOTRAK Certus – 3D Motion Measurement System, NDI). Para análise estatística foram empregadas ANOVAs. Os resultados revelaram efeito principal de grupo e condição para o andar livre e efeito de condição para a fase de ultrapassagem. No andar livre, a hipometria influenciou o comportamento locomotor de idosos com DP comparados a idosos sadios. Ainda, na ausência de informação exproprioceptiva os participantes modificaram seu comportamento locomotor aumentando a cadência, o comprimento e a velocidade da passada e diminuíram a duração da passada e da porcentagem de duplo suporte... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

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A fadiga muscular é definida como uma falha no sistema neuromuscular na capacidade de gerar uma força requerida ou esperada. Quanto maior a idade do indivíduo, maior é a probabilidade de chegar à fadiga, aumentando o risco de quedas. Dessa forma, a fadiga pode influenciar no andar dos indivíduos, causando prejuízos no controle postural e podendo causar lesões músculo-esqueléticas A partir dos estudos realizados, percebe-se que a fadiga muscular pode prejudicar o desempenho do andar, sendo ele adaptativo ou não. O objetivo do estudo foi analisar e comparar a influência da fadiga muscular sobre os parâmetros cinemáticos do andar livre e adaptativo entre adultos jovens e idosos. Participaram do estudo 20 indivíduos, distribuídos em dois grupos etários: Adulto Jovem - 20 a 40 anos; e Idoso - a partir de 60 anos. Os participantes realizaram o andar livre e adaptativo percorrendo uma distância retilínea de 8 metros sobre um carpete de borracha com 1,4m de largura. Foram realizadas 6 tentativas para cada condição experimental. Para a coleta dos dados cinemáticos dos ciclos do andar definidos foi utilizado um sistema tridimensional (3D) optoeletrônico de análise do movimento (OPTOTRAK Certus – 3D Motion Measurement System, NDI), com precisão de 0,1 mm, posicionado no plano frontal, face anterior, ao movimento do participante, com frequência de 100 Hz. A indução a fadiga será através da tarefa de sentar e levantar. Para a comparação entre os dois grupos foram analisados as seguintes variáveis espaciais e temporais do andar livre e adaptativo: comprimento de cada passo, largura de cada passo, velocidade média do andar, distância horizontal pé-obstáculo antes da ultrapassagem, distância horizontal depois do obstáculo e distância vertical péobstáculo. Estas variáveis foram analisadas durante o ciclo do andar antes e após fadiga muscular.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)