В последние годы науки о спорте, реабилитация/спортивная медицина, спортивная подготовка, физическое воспитание, машиностроение, психология и исследования эргономики человека и машины постоянно развиваются и инновационно меняются. В исследованиях в области спортивной науки полное понимание человеческого движения и получение точных данных о движениях имеют решающее значение.
Введение в классификацию данных о движении
Данные о движении, полученные в ходе исследования, в основном делятся на три категории: кинематические параметры, динамические параметры и параметры электромиографии.
Кинематические параметры
Это включает данные, такие как положение, скорость, ускорение, угол, расстояние и поза, например, сгибание и разгибание суставов человека, отведение и приведение, внутреннюю и наружную ротацию, а также параметры, такие как длина шага, скорость и частота во время бега.
Движения, которые генерируют этот тип данных, как правило, происходят на высоких скоростях с значительными изменениями положения за очень короткое время, поэтому сбор данных должен обеспечивать высокую точность и высокие частоты дискретизации.
Инфракрасная оптическая технология захвата движения может собирать эти данные с высокой точностью и низкой задержкой, такие как изменения угла плечевого, локтевого и запястного суставов во время броска в баскетболе, стабильность движений фехтовальщиков или положение тела прыгуний в высоту и в длину во время отталкивания. Эти трудноуловимые кинематические параметры могут быть зафиксированы с помощью инфракрасной оптической технологии захвата движения.
Динамические параметры
Основное исследование сосредоточено на взаимодействии сил во время движения, фиксируя кинематические сигналы. Например, силовая платформа, оснащенная несколькими пьезорезистивными датчиками, может собирать изменения давления в различных частях платформы, что позволяет собирать динамические данные во время ходьбы и бега человека.
Миографические параметры
Биоэлектрические параметры сокращений мышц можно использовать для понимания интенсивности мышечной нагрузки во время движения человека и состояния нейрофункций. Поверхностные электромиографические (ЭМГ) устройства могут измерять электрические сигналы, сопровождающие сокращения мышц, и генерировать электромиограммы, которые являются важным неинвазивным методом для обнаружения мышечной активности с поверхности тела.
Интегрированная система анализа движения
Эффективное исследование и анализ человеческого движения, включая силы реакции грунта, силы между суставами, а также сокращение и расслабление мышц, требуют интеграции различных измерительных устройств в интегрированную систему анализа движений.
Например, когда человек прыгает с высоты на землю, тело выполняет амортизирующее действие, сгибая колени. По мере выполнения этого действия силу реакции поверхности, силы между лодыжками и коленными суставами человека, а также уровень стимуляции нескольких мышц нижних конечностей постоянно изменяются.
Интегрируя инфракрасную оптическую систему захвата движения для получения данных о человеческой позе, динамометрическое устройство для отражения кинетических данных, таких как силы реакций почвы, и оборудование для электромиографии для измерения интенсивности мышечной стимуляции, можно достичь эффективного сбора и анализа данных благодаря синхронному сбору информации.
Система анализа движения NOKOV 3D является зрелым решением, разработанным для сбора различных данных о движении, в которую входят инфракрасная оптическая система захвата движения, 3D платформы для измерения силы и инструменты для поверхностной электромиографии. Индивидуальные решения могут быть адаптированы в соответствии с разными требованиями проекта, что позволяет синхронизировано и эффективно собирать данные.
Примеры применения системы 3D-м(Motion) анализа NOKOV
Южный университет науки и технологии Факультет машиностроения
Система захвата движения, состоящая из 12 камер захвата движения NOKOV, в сочетании с 3D платформой для измерения силы, поверхностной электромиографией и устройствами для измерения давления на ступню, может быть использована для создания интегрированной системы анализа движений. Эта система анализирует кинематические данные, такие как параметры походки во время ходьбы человека и подъема по лестнице, чтобы решать проблемы совместимости между естественными движениями людей и роботами, а также проводить исследования, связанные с динамическими протезами для роботов.
Колледж физического воспитания, Цзяньтуньский университет технологий
Оптическая система захвата движения с 12 камерами, дополненная двумя платформами для измерения силы, используется для анализа движений баскетболистов. Она собирает как кинематические, так и динамические параметры различных спортивных активностей, включая баскетбол и бег.
Создавая базу данных с интегрированной системой анализа движений, данные о 3D-положении движений человека, полученные с помощью технологии захвата движения, связываются с моделью человека в программном обеспечении, что позволяет генерировать анимации стандартных учебных моделей движений в баскетболе. Это позволяет быстро выявлять и исправлять недостатки через сравнение сегментов одних и тех же движений.
Шанхайская компания по управлению здоровьем Haijis
Шанхайская компания Haiji Health Management Consulting Co., Ltd. использовала восемь камер для захвата движений NOKOV, в сочетании с силовой платформой и поверхностной ЭМГ, для получения координат суставов человека и относительного положения сегментов туловища, завершив разработку системы анализа статичной позы человека.