关于运动捕捉
关于IMU
什么是惯性测量单位
IMU是微机电系统(MEMS),通常包括3个加速度计和3个陀螺仪。更先进的系统还包括3个磁力计。这些三轴传感器通常被称为“3自由度”(3自由度)IMU传感器。3 DoF意味着传感器只给出3个轴上的方位(或倾斜)数据。更先进的IMU能够实现6 DoF;这些系统还提供指示传感器位于自由空间中的位置的平移或移动数据。
Noraxon使用一系列惯性测量单元(IMU)在自然和实验室环境中测量解剖关节角度、方位角和线性加速度。数据和受试者运动通过图形和骨架化身实时显示。用户可以生成自定义报告或访问四元数和原始传感器数据(加速度计、陀螺仪和磁力计),并在myoRESEARCH软件平台内与EMG、压力、力、视频和第三方设备同步。
什么时候IMU是运动捕捉的正确选择?
实时可视化:
→ 惯性运动跟踪系统提供实时运动跟踪可视化,并且几乎不需要后处理。
在任何环境中使用:
→ 惯性传感器可以在任何地方使用,无论是内部还是外部,并且对捕获体积没有限制。
保证数据捕获:
→ 惯性传感器不会受到任何视线遮挡或数据丢失的影响。
高采样率:
→ IMU传感器具有非常高的内部采样率,通常至少为800Hz。
直接测量:
→ 惯性传感器直接测量线性加速度和角速率变化,而不需要区分位置数据。这允许对力数据进行直接估计。
IMU有哪些缺点?
漂移:
→ 由于技术的性质,惯性传感器通常随着时间的推移具有一定程度的位置漂移,这可能容易受到磁干扰和累积的陀螺仪误差的影响。Noraxon实施了稳健的稳定和校正算法,以缓解潜在的传感器和环境问题。
位置数据:
→ 由于需要数学估计过程,位置数据通常不如光学或磁跟踪系统准确。
全球定位:
→ 不提供全球位置数据,必须使用额外的GPS传感器或具有非常精确的磁力计和高级卡尔曼滤波程序的更先进的系统来计算全球位置数据。
固定校准:
→ 惯性传感器系统需要设置初始条件,以便捕捉运动学变量。这要求受试者假设一个符合理想建模条件的静态位置。通常,这可能是一个挑战,尤其是对于那些无法将身体定位在所需姿势的临床人群来说。Noraxon独家提供校准调整工具,允许用户直接测量受试者的姿势并将该姿势(和骨骼长度)应用于myoMOTION骨骼,从而使用惯性运动捕捉系统实现符合ISB的建模,从而调整或校正IMU系统执行的静态校准。
建议的硬件
Noraxon的下一代惯性运动捕捉系统Ultium Motion配备了最先进的传感器设计,可为所有类型的运动提供准确可靠的运动学测量。 |