通过基于智能手机位置的无标记姿势估计来改进步态分析技术
1Department of Mechatronics Engineering, Incheon National University, Incheon 22012, Republic of Korea.
Bioengineering (Basel, Switzerland)
|February 23, 2024
概括
无标记物姿势估计提供了一个具有成本效益的步态分析替代方案. 最佳的摄像头位置对于准确的关节角度测量至关重要,与基于标记器的系统相比.
科学领域:
- 生物力学和运动科学 生物力学和运动科学
- 计算机视觉和机器学习
背景情况:
- 基于标记器的3D运动捕捉系统对于步态分析是准确的,但价格昂贵且难以获得.
- 无标记物姿势估计提供了一个方便,经济高效的替代方案,尽管准确性仍然存在挑战.
- 关于摄像头位置和定向对步态分析的姿势估计准确度的影响的研究有限.
研究的目的:
- 为了比较无标记物姿势估计的数据收集准确性与基于标记物的步态分析系统.
- 评估摄像头位置和方向如何影响使用姿势估计的步态评估的准确性.
- 为了确定最佳的摄像头位置,以使用无标记系统进行可靠的步态分析.
主要方法:
- 在步态分析过程中使用了五台智能手机进行无标记物姿势估计.
- 研究了不同相机位置和方向对数据收集准确性的影响.
- 将姿势估计的关节角度数据与以黄金标准标记器为基础的系统进行比较.
主要成果:
- 与基于标记器的系统相比,姿势估计显示关节角度在5°以下的差异,表明可接受的准确性.
- 在无标记物姿势估计和基于标记物的数据集之间发现了强烈的相关性,验证了该方法.
- 对部和膝盖角度的最佳精度是通过前方对角的摄像头来实现的;脚角度是从侧面最好的.
结论:
- 无标记姿势估计是一种有效和准确的步态分析方法,与传统的基于标记的系统相比.
- 战略性摄像机放置显著影响使用姿势估计的步态分析的定量准确性.
- 这项研究为优化摄像头设置提供了必要的指导,以提高无标记步行分析的可靠性.


