惯性测量单元传感器对细分校准比较用于运动特定运动分析
Mitchell Ekdahl1, Alex Loewen1, Ashley Erdman1
1Scottish Rite for Children, Frisco, TX 75034, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 28, 2023
概括
可穿戴惯性测量单元 (IMU) 为测量动态运动运动中的关节角度提供了光学运动捕捉的可行替代方案. 选择适当的传感器到分段校准方法对于准确的下肢运动范围 (ROM) 评估至关重要.
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:
- 光学运动捕捉是联合角度测量的黄金标准.
- 可穿戴惯性测量单元 (IMU) 提供了一个更容易获得的替代方案.
- IMU需要精确的传感器到分段校准才能准确地收集数据.
研究的目的:
- 评估IMU现有的传感器到分段校准方法.
- 为了比较IMU衍生的下肢运动范围 (ROM) 与动态运动运动期间的光学运动捕捉.
- 为特定的关节和任务确定最准确的校准方法.
主要方法:
- 评估了七种不同的传感器到分段校准方法.
- 使用IMU测量下肢ROM,并与光学运动捕捉系统进行比较.
- 数据是在各种高度动态的,与体育有关的运动期间收集的.
主要成果:
- 在不同的校准方法,关节和任务中,IMU ROM测量的准确性差异很大.
- IMU和光学捕捉之间的绝对平均差异在<0.1°至24.1°之间.
- 与部,膝盖或脚相比,对于盆腔测量发现的显著差异较少.
- 对于每个任务,至少有一个校准方法在大多数变量中产生了非显著的ROM差异.
结论:
- IMU显示出作为运动特定下肢ROM评估的光学运动捕捉的实际替代品的潜力.
- 选择传感器到分段校准方法至关重要,应根据特定的应用,任务和感兴趣的ROM变量进行量身定制.


