TO CAPTURE human body motion in an

TO CAPTURE human body motion in an ambulatory situation without the need for external emitters or cameras,

several systems are available. Mechanical trackers utilize rigid

or flexible goniometers which are worn by the user. These

angle measuring devices provide joint angle data to kinematic

algorithms which are used to determine body posture. Attach-
ment of the body-based linkages as well as the positioning

of the goniometers present several problems. The soft tissue

of the body allows the position of the linkages relative to the

body to change as motion occurs. Even without these changes,

alignment of the goniometer with body joints is difficult,

especially for multiple degree of freedom joints.

The use of inertial sensors has become a common practice

in ambulatory motion analysis [1, 2]. For accurate and drift

free orientation estimation several methods have been reported

combining the signals from 3D gyroscopes, accelerometers

and magnetometers [3, 4]. Accelerometers are used to deter-
mine the direction of the local vertical by sensing acceleration

due to gravity. Magnetic sensors provide stability in the

horizontal plane by sensing the direction of the earth magnetic

field like a compass. Data from these complementary sensors

can be used to eliminate drift by continuous correction of the

orientation obtained by integrating rate sensor data.

By using the calculated orientations of individual body seg-
ments and the knowledge about the segment lengths, rotations

between segments can be estimated and a position of the

segments can be derived under strict assumptions of a linked

kinematic chain [4–6]. This method assumes an articulated

rigid body in which the joints only have rotational degrees

of freedom. However, a human body and its joints cannot be

modeled as a pure kinematic chain with well-defined joints

such as hinge-joints and ball-and-socket-joints. Each human

joint allows some laxity in all directions (both position and orientation) other than its main direction of movement [7].

Moreover, to be able to track complex human joints and non-
rigid body parts such as the back and shoulder accurately,

more than three degrees of freedom, as given by an orientation

measurement, are required. Furthermore, importantly, with

only orientation driven motion capture, it is not possible

to analyze the clearance of both feet, which occurs during

running or jumping. Using this approach, it is also not possible

to accurately determine the displacement of the body with

respect to a coordinate system not fixed to the body.

To provide full six-degree-of-freedom tracking of body

segments with connected inertial sensor modules, each body

segment’s orientation and position can be estimated by, respec-
tively, integrating the gyroscope data and double integrating

the accelerometer data in time. However, due to the inherent

integration drift, these uncorrected estimates are only accurate

within a few seconds [8]. By combining the inertial estimates

with other body worn aiding systems, such as a acoustic [9]

or a magnetic tracker [10], unbound integration drift can be

prevented.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การจับภาพเคลื่อนไหวของร่างกายมนุษย์ในสถานการณ์มีจรมุขโดยไม่ต้อง emitters ภายนอกหรือกล้องมีอยู่หลายระบบ ผู้ติดตามของเครื่องจักรกลใช้แข็งหรือ goniometers แบบยืดหยุ่นซึ่งสวมใส่ โดยผู้ใช้ เหล่านี้อุปกรณ์วัดมุมให้ข้อมูลมุมร่วมกับจลน์อัลกอริทึมที่ใช้ในการกำหนดท่าทางของร่างกาย แนบ-ติดขัดของลิงค์ตามร่างกายรวมทั้งตำแหน่งของ goniometers นำเสนอปัญหา เนื้อเยื่ออ่อนของร่างกายช่วยให้ตำแหน่งของความเชื่อมโยงสัมพันธ์กับการร่างกายจะเปลี่ยนเป็นเคลื่อนไหวเกิดขึ้น แม้ไม่ มีการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จัดตำแหน่งของ goniometer กับข้อต่อร่างกายได้ยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับหลายองศาความเป็นอิสระต่อกันใช้เซ็นเซอร์ inertial ได้กลายเป็น หลักปฏิบัติกันในการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวจรมุข [1, 2] สำหรับความถูกต้อง และดริฟท์วิธีการต่าง ๆ มีการรายงานประเมินแนวฟรีการรวมสัญญาณจาก 3D gyroscopes หัวและ magnetometers [3, 4] ใช้หัวขัดขวาง-เหมืองทิศทางของแนวตั้งภายใน โดยการตรวจวัดอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง เซ็นเซอร์แม่เหล็กให้เสถียรภาพในการระนาบแนวนอน โดยการตรวจทิศทางของแม่เหล็กโลกฟิลด์เช่นทิศ ข้อมูลจากเซนเซอร์เหล่านี้เสริมสามารถใช้เพื่อกำจัดดริฟท์ โดยแก้ไขอย่างต่อเนื่องของการแนวรับ โดยรวมอัตราการเซ็นเซอร์ข้อมูลโดยใช้แนวการคำนวณของแต่ละตัว seg-ments และความรู้เกี่ยวกับความยาวเซ็กเมนต์ หมุนเวียนระหว่างส่วนความ และตำแหน่งของการสามารถมาเมนต์ภายใต้สมมติฐานที่เข้มงวดของการเชื่อมโยงจลน์โซ่ [4-6] วิธีนี้ถือว่าเป็น articulatedร่างกายแข็งซึ่งรอยต่อมีองศาในการหมุนเสรีภาพ อย่างไรก็ตาม ร่างกายมนุษย์และรอยต่อไม่สามารถจำลองเป็นลูกโซ่จลน์บริสุทธิ์กับรอยต่อโดยข้อต่อบานพับและลูก--เต้ารับรอยต่อ และ แต่ละบุคคลร่วมได้บาง laxity ในทุกทิศทาง (ทั้งตำแหน่งและการวางแนว) นอกจากนั้นทิศทางหลักของการเคลื่อนไหว [7]นอกจากนี้ จะต้องติดตามรอยต่อมนุษย์ซับซ้อน และ -ร่างกายแข็งส่วนหลังและไหล่อย่างถูกต้องมากกว่า 3 องศาความเป็นอิสระ ที่กำหนดโดยคำแนะนำวัด ที่ต้องการ นอกจากนี้ สำคัญ มีเฉพาะแนวขับจับภาพเคลื่อนไหว เป็นไปไม่ได้เพื่อวิเคราะห์เคลียร์ของเท้าทั้งสอง ซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างเรียกใช้ หรือกระโดด ใช้วิธีการนี้ ก็ยังไม่ได้ให้เหนือจากการแทนที่ของร่างกายด้วยเคารพระบบพิกัดที่ไม่คงที่ร่างกายให้ติดตามเต็มหกปริญญาของเสรีภาพของร่างกายด้วยเซ็นเซอร์ inertial เชื่อมต่อโมดูล ร่างกายแต่ละส่วนวางแนวและตำแหน่งของเซ็กเมนต์สามารถประเมินได้ โดย respec -tively รวมข้อมูลไจโรสโคปและรวมคู่ข้อมูลการตรวจในเวลา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโดยธรรมชาติที่ดริฟท์รวม ประเมิน uncorrected เหล่านี้ถูกต้องเท่านั้นภายในไม่กี่วินาที [8] โดยรวมการประเมิน inertialมีตัวอื่นสวมใส่ช่วยงานระบบ เช่นอคูสติก [9]หรือตัวติดตามตัวแม่เหล็ก [10], รวมผูกดริฟท์ป้องกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในการจับภาพการเคลื่อนไหวร่างกายมนุษย์ในสถานการณ์ที่ผู้ป่วยโดยไม่จำเป็นต้อง emitters ภายนอกหรือกล้องหลายระบบที่มีอยู่ ติดตามวิศวกรรมใช้แข็งgoniometers หรือมีความยืดหยุ่นที่จะสวมใส่โดยผู้ใช้ เหล่านี้อุปกรณ์วัดมุมมุมให้ข้อมูลร่วมกันเพื่อจลนศาสตร์ขั้นตอนวิธีการที่ใช้ในการตรวจสอบท่าทางของร่างกาย Attach- ment ของการเชื่อมโยงตามร่างกายเช่นเดียวกับการวางตำแหน่งของ goniometers ปัจจุบันปัญหาหลายประการ เนื้อเยื่ออ่อนของร่างกายช่วยให้ตำแหน่งของความเชื่อมโยงสัมพันธ์กับร่างกายที่จะเปลี่ยนการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น แม้จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้การจัดตำแหน่งของ goniometer กับข้อต่อของร่างกายเป็นสิ่งที่ยากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาระดับปริญญาหลายข้อต่อเสรีภาพ. ใช้เซ็นเซอร์เฉื่อยได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาในการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของผู้ป่วย [1, 2] สำหรับการดริฟท์ที่ถูกต้องและการประมาณค่าการวางแนวทางฟรีหลายวิธีที่ได้รับรายงานการรวมสัญญาณจากลูกข่าง 3D, accelerometers และ magnetometers [3, 4] การเร่งความเร็วที่จะใช้ในการยับยั้งเหมืองทิศทางของแนวตั้งในท้องถิ่นโดยการตรวจจับการเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง เซ็นเซอร์แม่เหล็กให้มีเสถียรภาพในระนาบแนวนอนโดยตรวจจับทิศทางของแผ่นดินแม่เหล็กสนามเหมือนเข็มทิศ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่สมบูรณ์เหล่านี้สามารถนำมาใช้ในการกำจัดดริฟท์ด้วยการแก้ไขอย่างต่อเนื่องของการวางแนวทางที่ได้รับจากการบูรณาการข้อมูลเซ็นเซอร์อัตรา. โดยใช้แนวคำนวณ seg- ของร่างกายของแต่ละบุคคลments และความรู้เกี่ยวกับความยาวส่วนผลัดระหว่างกลุ่มสามารถประเมินและ ตำแหน่งของกลุ่มจะได้รับภายใต้สมมติฐานที่เข้มงวดของการเชื่อมโยงห่วงโซ่จลนศาสตร์ [4-6] วิธีการนี้จะถือว่าก้องร่างกายแข็งซึ่งในข้อต่อมีเพียงองศาการหมุนของเสรีภาพ แต่ร่างกายมนุษย์และข้อต่อที่ไม่สามารถจำลองเป็นห่วงโซ่จลนศาสตร์บริสุทธิ์ที่มีดีที่กำหนดข้อต่อเช่นข้อต่อบานพับและลูกและซ็อกเก็ตข้อต่อ มนุษย์แต่ละคนร่วมกันช่วยให้หย่อนบางอย่างในทุกทิศทาง (ทั้งตำแหน่งและการวางแนว) ที่นอกเหนือจากทิศทางหลักของการเคลื่อนไหว [7]. นอกจากนี้เพื่อให้สามารถติดตามข้อต่อของมนุษย์ที่ซับซ้อนและไม่ใช่ส่วนของร่างกายที่แข็งเช่นด้านหลังและไหล่ได้อย่างถูกต้องกว่าสามองศาอิสระตามที่ได้รับจากการวางแนวทางการวัดจะต้อง นอกจากนี้ที่สำคัญมีการวางแนวทางขับเคลื่อนเพียงการจับภาพเคลื่อนไหวมันเป็นไปไม่ได้ในการวิเคราะห์การกวาดล้างของเท้าทั้งสองซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างการทำงานหรือการกระโดด ใช้วิธีนี้ก็ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะต้องตรวจสอบการเคลื่อนที่ของร่างกายที่มีความเคารพต่อระบบพิกัดไม่คงที่ให้กับร่างกาย. เพื่อให้การติดตามเต็มหกองศาของเสรีภาพในร่างกายส่วนที่มีโมดูลเซ็นเซอร์เฉื่อยที่เชื่อมต่อแต่ละ ร่างกายส่วนของการวางแนวทางและตำแหน่งสามารถประมาณโดยตามลําดับการบูรณาการข้อมูลการหมุนและดับเบิลการบูรณาการข้อมูล accelerometer ในเวลา แต่เนื่องจากโดยธรรมชาติลอยบูรณาการประมาณการแก้ไขเหล่านี้เป็นเพียงความถูกต้องภายในไม่กี่วินาที [8] โดยการรวมประมาณการเฉื่อยกับร่างกายอื่น ๆ ที่สวมใส่ระบบช่วยงานเช่นอะคูสติก [9] หรือติดตามแม่เหล็ก [10], บูรณาการดริฟท์ไม่ได้ผูกไว้สามารถป้องกันได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จับภาพเคลื่อนไหวร่างกายมนุษย์ในสถานการณ์ที่ผู้ป่วยโดยไม่ต้อง emitters ภายนอกหรือกล้องระบบหลาย

เป็นใช้ได้ เครื่องกลติดตามใช้แข็ง

หรือ goniometers ยืดหยุ่นซึ่งสวมใส่โดยผู้ใช้ เหล่านี้

มุมร่วมกันมุมการวัดอุปกรณ์ให้ข้อมูลเชิง

ขั้นตอนวิธีที่ใช้เพื่อตรวจสอบร่างกาย ท่าทาง แนบ -
การของร่างกายจากความเชื่อมโยง รวมทั้งตำแหน่ง

ของ goniometers ปัจจุบันหลายปัญหา เนื้อเยื่ออ่อน

ของร่างกายช่วยให้ตำแหน่งของการเชื่อมโยงสัมพันธ์กับร่างกาย

เปลี่ยนเป็นเคลื่อนไหวเกิดขึ้น แม้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้

แนวของถุงมือกับร่างกาย ข้อต่อก็ยาก

โดยเฉพาะระดับหลายข้อต่ออิสระ

ใช้เซ็นเซอร์เฉื่อยได้กลายเป็นปฏิบัติ

ในการวิเคราะห์การเคลื่อนที่โดยทั่วไป [ 1 , 2 ] เพื่อความถูกต้องและลอย

ฟรีปฐมนิเทศการประเมินหลายวิธีได้ถูกรายงาน

รวมสัญญาณจาก 3D gyroscopes และ accelerometers

, magnetometers [ 3 , 4 ] accelerometers ใช้เพื่อยับยั้ง -
เหมืองทิศทางของท้องถิ่นตามแนวตั้งโดยการตรวจจับความเร่ง

เนื่องจากแรงโน้มถ่วงเซ็นเซอร์แม่เหล็กให้มีเสถียรภาพในระนาบแนวนอน

โดยการตรวจจับทิศทางของโลกแม่เหล็ก

สนามเหมือนเข็มทิศ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์เสริม

สามารถใช้กำจัดดริฟท์อย่างต่อเนื่องแก้ไขของ

การปฐมนิเทศได้ โดยรวมคะแนนเซ็นเซอร์ข้อมูล

โดยใช้คำนวณการหมุนของแต่ละตัวที่ขังเดี่ยว -
Dear Sir และความรู้เกี่ยวกับส่วนความยาวรอบ

ระหว่างกลุ่ม สามารถประเมินและตำแหน่งของ

ส่วนได้มาเข้มงวดภายใต้สมมติฐานของการเชื่อมโยง

จลน์โซ่ [ 4 – 6 ) วิธีการนี้ถือว่าเป็นก้อง

ร่างกายแข็งที่ข้อต่อมีเพียงหมุนองศา

ของเสรีภาพ อย่างไรก็ตาม ร่างกายมนุษย์และข้อต่อของไม่สามารถ

แบบจลน์โซ่แท้กับต่อข้อต่อ

เช่น ข้อต่อและข้อต่อบานพับลูกและซ็อกเก็ต แต่ละคน

ร่วมช่วยให้บางเอเชียในทุกทิศทาง ( ทั้งตำแหน่งและทิศทาง ) นอกจากเป็นทิศทางหลักของการเคลื่อนไหว [ 7 ] .

นอกจากนี้ยังสามารถติดตามที่ซับซ้อนของมนุษย์ข้อต่อและไม่ใช่ -
ร่างกายแข็งบางส่วน เช่น หลัง ไหล่ และถูกต้อง

มากกว่าสามองศาของอิสรภาพตามที่ระบุโดยการวางแนว

การวัด จะต้อง นอกจากนี้ ที่สำคัญด้วย

แต่ทิศทางขับเคลื่อนจับภาพเคลื่อนไหว มันเป็นไปไม่ได้

หาระยะห่างของเท้าทั้งสองข้าง ซึ่งเกิดขึ้นในระหว่าง

วิ่งหรือกระโดด การใช้วิธีการนี้ มันยังไม่ที่สุด

ให้ถูกต้องตรวจสอบการเคลื่อนที่ของร่างกายด้วย

เคารพในระบบพิกัดไม่คงที่ให้กับร่างกาย .

ให้เต็มหกระดับของเสรีภาพติดตามร่างกาย

ส่วนเชื่อมเฉื่อยเซนเซอร์โมดูลแต่ละตัว

ส่วนของทิศทางและตำแหน่ง สามารถประเมินโดย respec -
มีการบูรณาการและการบูรณาการข้อมูล gyroscope คู่

accelerometer ข้อมูลในเวลา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโดยธรรมชาติ

รวม Drift , ประมาณการ uncorrected เหล่านี้เป็นเพียงที่ถูกต้อง

ภายในไม่กี่วินาที [ 8 ]โดยการประมาณการ

กับร่างกายอื่น ๆสวมใส่ช่วยนำระบบ เช่น Acoustic [ 9 ]

หรือแม่เหล็กติดตาม [ 10 ] หลุดล่องลอยบูรณาการสามารถ



ที่ป้องกันได้