单眼无标记体位估计系统的性能评估,用于工业外骨
Soocheol Yoon1,2, Ya-Shian Li-Baboud1, Ann Virts1
1National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|May 14, 2025
概括
无标记物姿势估计系统显示出分析工业外骨的人类运动的潜力,但准确性受到外骨封闭和视角的影响. 需要进一步开发可靠的人机交互研究.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 工业外骨架旨在减少工人的疲劳和受伤.
- 准确的人体关节动力学和人机器人对齐对于理解外骨效应至关重要.
- 使用RGB和深度摄像头进行无标记姿势估计正在出现用于人类运动分析.
研究的目的:
- 为了评估单眼无标记姿势估计系统在佩戴工业外骨架时对人类骨关节的估计的性能.
- 将无标记系统与光学跟踪系统 (OTS) 进行比较作为参考.
- 在外骨应用中识别影响姿势估计准确性的关键因素.
主要方法:
- 评估了两个无标记的姿势估计系统 (RGB和深度) 从十个角度对一个人进行14个工业姿势的评估.
- 用三种不同类型的工业外骨架重复实验.
- 使用光学追踪系统 (OTS) 作为地面真相参考.
- 提出了一种跟踪质量比度指标,用于评估骨关节估计的可接受性.
主要成果:
- 图像接受率为RGB的56%,深度的22%,OTS的78%.
- 错误的主要来源包括外骨遮,特定的工业姿势和相机视角.
- 由于标记物封闭或由外骨转移,OTS性能下降.
结论:
- 无标记物姿势估计系统为外骨架研究提供了一个有希望的,非侵入性的方法.
- 外骨引起的闭塞和特定的工业姿势极大地挑战了目前的无标记器系统.
- 需要进一步的研究,以提高无标记系统的稳定性和准确性,以便在外骨研究中可靠地进行人类动力学分析.
