在跑步过程中基于加速的垂直地面反应力估计:跨跑步速度,表面和脚撞击模式的方法比较
Dovin Kiernan1, Brandon Ng2, David A Hawkins1,3
1Biomedical Engineering Graduate Group, University of California, Davis, Davis, CA 95616, USA.
可穿戴的加速度计可以准确估计运行撞击的第二个峰值,平均值和时间序列. 然而,目前的方法缺乏精确度来估计第一个峰值和加载率.
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:
- 准确测量垂直地面反应力 (vGRF) 对于理解运行生物力学和受伤风险至关重要.
- 可穿戴式加速度计为基于实验室的力盘提供了一个便携式和可访问的替代方案,用于vGRF估计.
- 有许多方法可以从加速度计数据中估计vGRF参数,但它们在各种运行条件中的有效性尚不清楚.
研究的目的:
- 为了比较27种方法的准确性,可靠性和精度,用于估计从挂在上的加速度计中的vGRF参数.
- 为了评估这些方法在各种跑步表面,速度和脚撞击角度上的性能.
- 确定最合适的方法来估计vGRF时间序列和运行过程中的关键冲击特征.
主要方法:
- 74名参与者在受控条件下跑步,同时佩戴单个加速度计.
- 使用27种不同的算法估计了vGRF参数 (第一个峰值,加载率,第二个峰值,平均值,时间序列).
- 线性混合效应建模用于量化错误,偏差,可重复性系数和协议极限.
主要成果:
- 几种方法证明了估计第一个峰值和加载率的准确性和可靠性.
- 没有一项测试方法能够准确估计第一个峰值或负载率,一致性极限超过±65%.
- 多种方法准确,可靠,准确地估计了vGRF的第二个峰值,平均值和时间序列,而"Pogson"方法显示了特别的稳定性.
结论:
- 由于精度差,不建议使用当前基于加速度计的方法估计vGRF的第一个峰值和加载率.
- 建议使用"Pogson"方法,以准确,可靠和精确地估计运行过程中vGRF的第二峰值,平均值和时间序列.
- 这些发现为研究人员和从业人员提供了宝贵的指导,他们利用可穿戴传感器进行运行分析.
更多相关视频
10:52Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior
Published on: April 13, 2016
10:28Kinematics and Ground Reaction Force Determination: A Demonstration Quantifying Locomotor Abilities of Young Adult, Middle-aged, and Geriatric Rats
Published on: February 22, 2011
相关概念视频
Measuring Acceleration Due to Gravity
A simple pendulum can be described as a point mass and a string. Meanwhile, a physical pendulum is any object whose oscillations are similar to a simple pendulum, but cannot be modeled as a point mass on a string because its mass is distributed over a larger area. The behavior of a physical pendulum can be modeled using the principles of...
Normal and Tangetial Components: Problem Solving
Variation in Acceleration due to Gravity near the Earth's Surface
The difference between the true and apparent weights is proportional to the square of the Earth's...
Relative Motion Analysis - Acceleration
Impact: Problem Solving
By designating the launch point as the origin and utilizing kinematic equations, the vertical component of the projectile's velocity at the point of impact is...
Relative Motion Analysis using Rotating Axes - Acceleration
Time differentiation is...
