.If the position and the orientatio

.If the position and the orientation of each body segment is known, then it is possible to calculate all the kinematic data. In the aerospace industry, gyroscopes and accelerometers are widely used to provide information on position and orientation. It is theoretically possible to use the same techniques for gait analysis. The signals from accelerometers and gyroscopes are acceleration and angular velocity, respectively. The raw signals from accelerometers and gyroscopes have been used to quantify human daily activities [6–10]. Joint angles are commonly used in gait analysis and can be derived by the integration of angular acceleration or angular velocity. However, data obtained from integration can be distorted by offsets or any drifts. To find the angular acceleration using accelerometers, a pair of accelerometers fixed on a rigid object is
88 K. Tong, M.H. Granat/Medical Engineering & Physics 21 (1999) 87–94
required. In order to eliminate any drift during integration, Morris (1973) [11] identified the beginning and the end of the walking cycles, and made the signal at the beginning and the end of the cycle equal. Willemsen et al. (1990) [12] developed a technique to find the joint angle without the need for integration, which used four accelerometers on each segment. The system used two metal bars with eight accelerometers for measuring a single joint angle. They also used a simplified version of their technique for the control of an FES system. Four accelerometers on a metal bar were used to calculate the joint acceleration, and different phases of gait could be detected for FES control without the need for the angular information [2]. Inclinometers have also been evaluated for use in controlling FES systems [3]. Inclinometers detect inertial forces. During the stance phase, when the angular acceleration is nearly zero, the inertial force is principally due to gravity, and the segment inclination can then be calculated. During the swing phase the angular acceleration affects the measurement and therefore inclination cannot be accurately calculated. Another promising alternative is to use gyroscopes directly to measure the angular velocity without the signal being affected by gravity or any linear acceleration. Gyroscopes can therefore theoretically be used to calculate the segment inclination and the relative joint angle. During walking the movement of the lower body segments occurs mainly in the sagittal plane, so only single uni-axial gyroscopes would be required on each segment. Heyn et al. (1996) [13] had showed that shank inclination could be measured with eight accelerometers and two gyroscopes fixed on two rigid metal plates. This experimental protocol did not include any turning which could be expected to effect the inclination. They also found that using these metal plates was cumbersome. The aim of this study was to investigate the possibility of using uni-axial gyroscopes to design a practical gait analysis system. The gyroscopes would be fixed directly to the skin making the system easy to apply and reducing subject encumbrance. The first objective was to evaluate the angular signals and derived signals from gyroscopes and compare these with data from the motion analysis system (Vicon). The second objective was to evaluate the problem of drifting during turning and to investigate solutions to this problem.
2. Methods
The dynamic performance of the uni-axial gyroscopes was evaluated from data collected while a subject walked in a straight line in a gait laboratory. The principle of operation of the gyroscope is the measurement of the Coriolis acceleration of a vibrating device. It con
sists of a triangular prism made of a special substance called ‘Elinvar’. If the prism is rotated about its sense axis the signal is proportional to the angular velocity. The gyroscope used was ENC-05EA (Murata, Japan), and the dimensions of this sensor were 20 3 7.2 3 10 mm.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

. ถ้าตำแหน่งและทิศทางของแต่ละส่วนของร่างกายเป็นที่รู้จักกัน แล้วมันจะสามารถคำนวณข้อมูลจลน์ทั้งหมด ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ gyroscopes และใช้หัวใช้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและการวางแนว ในทางทฤษฎีสามารถใช้เทคนิคเดียวกับการวิเคราะห์การเดินได้ สัญญาณจากหัวและ gyroscopes มีเร่งและความเร็วเชิงมุม ตามลำดับ มีการใช้สัญญาณดิบจากหัวและ gyroscopes วัดปริมาณกิจกรรมประจำวันของมนุษย์ [6-10] มุมร่วมใช้กันทั่วไปในการวิเคราะห์การเดิน และจะได้รับ โดยรวมของความเร่งเชิงมุมหรือความเร็วเชิงมุม อย่างไรก็ตาม ข้อมูลที่ได้จากการบูรณาการสามารถถูกบิดเบือน โดย offsets หรือลอยใด ๆ การหา ความเร่งเชิงมุมโดยใช้หัว คู่ของ fixed ใช้หัวบนวัตถุแข็งคือ88 คุณ Tong, M.H. Granat/แพทย์ วิศวกรรม และฟิสิกส์ 21 (1999) 87-94ต้องระบุ เพื่อขจัด การดริฟท์ระหว่างรวม มอร์ริส (1973) [11] identified จุดเริ่มต้น และจุดสิ้นสุดของการเดินรอบ และสัญญาณที่จุดเริ่มต้นและสิ้นสุดรอบเท่า Willemsen et al. (1990) [12] ได้พัฒนาเทคนิคเพื่อหามุมร่วมกันโดยไม่ต้องรวม ซึ่งใช้หัวสี่ในแต่ละส่วน ระบบนี้ใช้แถบโลหะที่สองกับแปดหัววัดมุมเดียวร่วมกัน นอกจากนี้พวกเขายังใช้รูปแบบตัวย่อและตัวของเทคนิคของพวกเขาสำหรับการควบคุมของระบบเฟส ใช้หัวสี่บนแถบโลหะใช้ในการคำนวณความเร่งร่วม และขั้นตอนต่าง ๆ ของการเดินพบเฟสควบคุมโดยไม่ต้องใช้ข้อมูลเชิงมุม [2] Inclinometers ได้รับการประเมินเพื่อใช้ในการควบคุมระบบเฟส [3] Inclinometers ตรวจพบแรงหนืด ในระหว่างขั้นตอนท่าทาง เมื่อความเร่งเชิงมุมคือเกือบเป็นศูนย์ แรงแรงเป็นหลักเนื่องจากแรงโน้มถ่วง และความโน้มเอียงที่เซ็กเมนต์แล้วไม่ได้ ระหว่างขั้นตอนการสวิง ความเร่งเชิงมุมมีผลต่อการประเมิน และจึง เอียงไม่สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำ แนวโน้มอีกทางเลือกคือการ ใช้ gyroscopes โดยตรงในการวัดความเร็วเชิงมุม โดยสัญญาณที่ได้รับผลกระทบ โดยแรงโน้มถ่วงหรือมีความเร่งเชิงเส้น Gyroscopes ดังนั้นในทางทฤษฎีใช้เพื่อคำนวณความโน้มเอียงที่เซ็กเมนต์และมุมร่วมญาติ ในระหว่างการเดินการเคลื่อนไหวของร่างกายลดลง ส่วนเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในระนาบ sagittal, gyroscopes uni แกนเดียวเท่านั้นจะจำเป็นในแต่ละส่วน Heyn et al. (1996) [13] ได้แสดงให้เห็นว่า สามารถวัดความเอียงของก้านหัวและ fixed สอง gyroscopes บนแผ่นโลหะแข็งสองแปด โพรโทคอลนี้ทดลองจึงไม่มีหมุนซึ่งอาจจะคาดว่าจะทำให้เกิดความโน้มเอียง พวกเขายังพบว่า การใช้แผ่นโลหะเหล่านี้ยุ่งยาก จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือการ ตรวจสอบใช้ gyroscopes uni แกนสามารถออกแบบระบบวิเคราะห์ปฏิบัติเดิน Gyroscopes จะ fixed โดยตรงกับผิวหนังทำให้ระบบใช้งานง่าย และลดภาระเรื่อง วัตถุประสงค์แรกคือการ ประเมินเชิงมุมสัญญาณและรับสัญญาณจาก gyroscopes และเปรียบเทียบกับข้อมูลจากระบบวิเคราะห์การเคลื่อนไหว (Vicon) เหล่านี้ วัตถุประสงค์สองคือ การประเมินปัญหาของลอยในระหว่างการเปิด และ การตรวจสอบวิธีแก้ไขปัญหานี้2. วิธีประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของ gyroscopes uni แกนรับการประเมินจากข้อมูลที่เก็บรวบรวมในขณะที่เดินเรื่องเป็นเส้นตรงในห้องปฏิบัติการเดิน หลักการของการทำงานของไจโรสโคปจะใช้วัดความเร่ง Coriolis ของอุปกรณ์สั่น มันปรับsists ของปริซึมสามเหลี่ยมทำจากสารพิเศษที่เรียกว่า 'Elinvar' ถ้าปริซึมหมุนแกนความรู้สึกของ สัญญาณเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุม Enc อินเตอร์-05EA (มูราตะ ญี่ปุ่น), ไจโรสโคปที่ใช้ และขนาดของเซนเซอร์นี้ 20 3 7.2 3 10 mm

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หากตำแหน่งและทิศทางของส่วนร่างกายของแต่ละคนเป็นที่รู้จักกันแล้วก็เป็นไปได้ในการคำนวณข้อมูลจลนศาสตร์ทั้งหมด ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ, ลูกข่างและ accelerometers ใช้กันอย่างแพร่หลายในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและการวางแนว มันเป็นทฤษฎีที่เป็นไปได้ที่จะใช้เทคนิคเดียวกันสำหรับการวิเคราะห์การเดิน สัญญาณจาก accelerometers และลูกข่างมีอัตราเร่งและความเร็วเชิงมุมตามลำดับ สัญญาณดิบจาก accelerometers และลูกข่างได้รับการใช้ปริมาณกิจกรรมประจำวันของมนุษย์ [6-10] ร่วมกันในมุมมักใช้ในการวิเคราะห์การเดินและสามารถจะได้มาจากการรวมกลุ่มของการเร่งความเร็วเชิงมุมหรือความเร็วเชิงมุม อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับจากการรวมสามารถบิดเบือนโดยการชดเชยใด ๆ หรือลอย ไปยัง FI ND ความเร่งเชิงมุมใช้ accelerometers คู่ accelerometers คงที่บนวัตถุที่แข็งเป็น
88 เคทอง Granat MH / วิศวกรรมการแพทย์และฟิสิกส์ที่ 21 (1999) 87-94
ต้อง เพื่อที่จะกำจัดลอยใด ๆ ในระหว่างการรวมมอร์ริส (1973) [11] ระบุ Fi ed จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอบเดินและทำให้สัญญาณที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอบที่เท่ากัน Willemsen et al, (1990) [12] พัฒนาเทคนิคใน Fi ND มุมร่วมกันโดยไม่จำเป็นต้องบูรณาการซึ่งใช้สี่ accelerometers ในแต่ละส่วน ระบบที่ใช้สองแท่งโลหะที่มีแปด accelerometers สำหรับการวัดมุมเดียวร่วมกัน พวกเขายังใช้รุ่น Fi เอ็ด Simpli ของเทคนิคของพวกเขาสำหรับการควบคุมของระบบ FES สี่ accelerometers บนแถบโลหะที่ถูกนำมาใช้ในการคำนวณอัตราเร่งร่วมกันและขั้นตอนต่างๆของการเดินสามารถตรวจพบได้ในการควบคุม FES โดยไม่ต้องใช้ข้อมูลเชิงมุม [2] inclinometers ยังได้รับการประเมินเพื่อใช้ในการควบคุมระบบการ FES [3] inclinometers ตรวจสอบกองกำลังเฉื่อย ในระหว่างขั้นตอนท่าทางเมื่อความเร่งเชิงมุมเกือบเป็นศูนย์แรงเฉื่อยเป็นหลักเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและความชอบส่วนนั้นจะสามารถคำนวณได้ ในระหว่างขั้นตอนการแกว่งความเร่งเชิงมุมส่งผลกระทบต่อการวัดและดังนั้นจึงโน้มเอียงที่ไม่สามารถคำนวณได้อย่างถูกต้อง อีกทางเลือกหนึ่งที่มีแนวโน้มที่จะใช้ลูกข่างโดยตรงในการวัดความเร็วเชิงมุมไม่มีสัญญาณที่ถูกผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงหรือเร่งความเร็วเชิงเส้นใด ๆ ลูกข่างได้ดังนั้นในทางทฤษฎีจะใช้ในการคำนวณความชอบส่วนและมุมร่วมญาติ ในระหว่างการเดินการเคลื่อนไหวของร่างกายส่วนล่างส่วนใหญ่เกิดขึ้นในระนาบทัดังนั้นเพียงคนเดียวลูกข่าง Uni-แกนจะต้องในแต่ละส่วน Heyn et al, (1996) [13] ได้แสดงให้เห็นว่าดอกโน้มเอียงที่สามารถวัดได้กับแปด accelerometers และสองลูกข่างคงที่สองแผ่นโลหะแข็ง โปรโตคอลนี้ทดลองไม่ได้รวมถึงเปลี่ยนใด ๆ ที่อาจจะคาดหวังที่จะทำให้เกิดความโน้มเอียง นอกจากนี้ยังพบว่าการใช้แผ่นโลหะเหล่านี้ยุ่งยาก จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้ลูกข่าง Uni-แกนในการออกแบบระบบการวิเคราะห์การเดินในทางปฏิบัติ ลูกข่างจะคงที่กับผิวโดยตรงทำให้ระบบง่ายต่อการใช้และลดภาระเรื่อง วัตถุประสงค์แรกคือการประเมินสัญญาณเชิงมุมและสัญญาณที่ได้มาจากลูกข่างและเปรียบเทียบเหล่านี้กับข้อมูลจากระบบการวิเคราะห์การเคลื่อนไหว (Vicon) วัตถุประสงค์ที่สองคือการประเมินปัญหาของการดริฟท์ในช่วงการเปลี่ยนและการตรวจสอบการแก้ปัญหาเพื่อแก้ไขปัญหานี้.
2 วิธีการ
ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของลูกข่าง Uni-แกนถูกประเมินจากข้อมูลที่เก็บในขณะที่เรื่องที่เดินเป็นเส้นตรงในห้องปฏิบัติการการเดิน หลักการของการดำเนินงานของไจโรสโคปคือการวัดอัตราเร่ง Coriolis ของอุปกรณ์สั่น มัน Con
วลีต่างๆของปริซึมสามเหลี่ยมทำจากสารพิเศษที่เรียกว่า 'Elinvar' หากปริซึมจะหมุนเกี่ยวกับความรู้สึกของแกนสัญญาณเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุม ไจโรสโคปที่ใช้เป็น ENC-05EA (Murata ญี่ปุ่น) และขนาดของเซ็นเซอร์นี้ 20 3 7.2 3 10 มม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ถ้าตำแหน่งและทิศทางของกลุ่มแต่ละตัวเป็นที่รู้จักแล้วมันเป็นไปได้ที่จะคำนวณทั้งหมดข้อมูลเชิง . ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ , gyroscopes accelerometers และใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและทิศทาง มันเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะใช้เทคนิคเดียวกันสำหรับการวิเคราะห์การเดิน สัญญาณจากและมีการเร่งความเร็วและ gyroscopes accelerometers ความเร็วเชิงมุม ตามลำดับ สัญญาณดิบจาก accelerometers gyroscopes ที่ถูกใช้และปริมาณของกิจกรรมประจำวัน [ 6 – 10 ] มุมร่วมมักใช้ในการวิเคราะห์ท่าเดินและสามารถจะได้มาโดยการบูรณาการของความเร่งเชิงมุม หรือความเร็วเชิงมุม . อย่างไรก็ตาม ข้อมูลที่ได้จากการชดเชยหรือใด ๆที่สามารถบิดเบี้ยวโดยลอย . เพื่อถ่ายทอดและเร่งเชิงมุมโดยใช้ accelerometers คู่ accelerometers จึง xed บนวัตถุแข็งคือ88 K . ตง m.h. granat / การแพทย์วิศวกรรมและฟิสิกส์ 21 ( 1999 ) จำกัด 94 87ต้อง เพื่อที่จะกำจัดใด ๆในระหว่างการ Drift มอร์ริส ( 1973 ) [ 11 ] identi จึงเอ็ดที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการเดินวงจร และทำให้สัญญาณที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอบเท่ากัน willemsen et al . ( 1990 ) [ 12 ] พัฒนาเทคนิคการถ่ายทอดและมุมร่วมกันโดยไม่ต้องบูรณาการซึ่งใช้สี่ accelerometers ในแต่ละส่วน ระบบที่ใช้โลหะสองแท่งแปด accelerometers วัดร่วมเดียวมุม พวกเขายังใช้ Simpli จึงเอ็ดรุ่นของเทคนิคของพวกเขาสำหรับการควบคุมระบบเฟส . สี่ accelerometers บนแถบโลหะที่ใช้ คำนวณ การ ร่วม และขั้นตอนต่าง ๆ ของการเดิน สามารถตรวจพบได้ในเฟสการควบคุมโดยไม่ต้องข้อมูลเชิงมุม [ 2 ] การได้รับการประเมินเพื่อใช้ในการควบคุมเฟสระบบ [ 3 ] การตรวจสอบ นำทัพ ระหว่างยืนระยะ เมื่อความเร่งเชิงมุมเป็นเกือบศูนย์ แรงเฉื่อยเป็นหลักเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและส่วนที่เอียงแล้วสามารถคํานวณ ในระหว่างการแกว่งเฟสความเร่งเชิงมุมมีผลต่อการวัด และดังนั้นจึง เอียง ไม่สามารถคำนวณได้แม่นยำ อีกทางเลือกคือการใช้สัญญา gyroscopes ตรงวัดความเร็วเชิงมุม โดยไม่มีสัญญาณใด ๆที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงหรือเชิงเส้นเร่ง ดังนั้นในทางทฤษฎี gyroscopes สามารถใช้ในการคำนวณส่วนเอียง และมุมร่วมญาติ ในระหว่างการเดิน การเคลื่อนไหวของร่างกายส่วนล่างส่วนใหญ่เกิดขึ้นในเครื่องบินแซก ดังนั้นเพียงหนึ่งเดียวของแกน gyroscopes จะต้องในแต่ละส่วน เฮน et al . ( 1996 ) [ 13 ] ก็พบว่าขาเอียง สามารถวัดได้ด้วยแปด accelerometers และ gyroscopes จึง xed สองแผ่นโลหะแข็ง ขั้นตอนการทดลอง นี้ไม่รวม เปลี่ยนที่สามารถคาดว่าจะมีผลต่อความโน้มเอียง นอกจากนี้ยังพบว่า การใช้แผ่นโลหะเหล่านี้ก็ยุ่งยาก จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือ เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้ยูนิแกน gyroscopes การออกแบบในทางปฏิบัติของการวิเคราะห์ระบบ การจะถ่ายทอด gyroscopes xed กับผิวโดยตรง ทำให้ระบบง่ายต่อการใช้และการลดวิชาถ่วง . จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินสัญญาณ RST เชิงมุมและได้รับสัญญาณจาก gyroscopes และเปรียบเทียบเหล่านี้กับข้อมูลจากระบบการวิเคราะห์การเคลื่อนไหว ( VICON ) ประการที่สองเพื่อศึกษาปัญหาของดริฟท์ในช่วงเปิด และศึกษาวิธีแก้ไขปัญหานี้2 . วิธีการการแสดงแบบไดนามิกของ Uni แกน gyroscopes ถูกประเมินจากข้อมูลในขณะที่หัวข้อเดินเป็นเส้นตรงในการเดินทางห้องปฏิบัติการ หลักการของการดำเนินงานของไจโรสโคป เป็นวัดของ Coriolis ความเร่งของระบบสั่นอุปกรณ์ มันหลอกลวงพี่น้องอายุของปริซึมสามเหลี่ยมที่ทำจากสารพิเศษที่เรียกว่า " elinvar " ถ้าปริซึมเป็นแกนหมุนเกี่ยวกับความรู้สึกของสัญญาณจะได้สัดส่วนกับความเร็วเชิงมุม . เครื่องมือวัดการหมุนวนใช้ enc-05ea ( มุราตะ ญี่ปุ่น ) และขนาดของเซนเซอร์นี้ 20 3 7.2 3 10 มิลลิเมตร