室内跑步时间变化对于不同的跑步速度,跑步机倾斜和三个不同的估计策略
Andrea Zignoli1, Antoine Godin2, Laurent Mourot2
1Department of Industrial Engineering, University of Trento, Trento, Italy.
PloS one
|July 20, 2023
概括
惯性测量单元 (IMU) 准确地测量跑步者的步幅频率和工作因子,与黄金标准相当. 然而,IMU在评估运行可变性方面存在局限性,特别是在短数据窗口的情况下.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 运动科学 运动科学 运动科学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 惯性测量单元 (IMU) 为分析运行生物力学提供了传统运动捕捉系统的经济有效的替代方案.
- 评估运行时间变量,如步伐频率和工作因子,对于性能和伤害预防至关重要.
研究的目的:
- 将基于IMU的方法的准确性与用于估计运行时间变量的黄金标准系统进行比较.
- 评估IMU安置 (脚与胸部) 的有效性和用于数据分析的机器学习算法.
主要方法:
- 20名跑步者以各种速度和跑步机倾斜度进行了跑步试验.
- 来自IMU (具有机器学习的脚安装和胸部安装) 的数据与光电子系统进行了比较.
- 统计分析 (双向ANOVA) 评估了基于运行条件和估计方法的差异.
主要成果:
- 脚部和胸部的IMU提供了与黄金标准相匹配的步伐频率估计.
- 一个装有机器学习的单个胸部装载IMU比装在脚上的IMU更准确地估计了工作因子.
- 估计IMU的运行可变性 (DFA-α,HG-D) 证明具有挑战性,特别是在短数据窗口和非水平运行条件下.
结论:
- IMU对于测量步伐频率和运行时的任务因子是有效的,胸部安装的IMU和ML显示出有希望.
- 建议在使用IMU进行可变性分析时谨慎使用IMU,特别是在有限的数据或复杂的条件下.
- 用更长的数据窗口和先进的算法进行进一步的研究可能会提高IMU运行可变性指标的准确性.
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