Diopser – system do analizy chodu oparty na wideogrametrii

• Autorzy: Olszewski P. K. , Gajewski R. , Tarnawski I. J. , Pleciak P.

Warianty tytułu

EN

Diopser – system for gait analysis based on videogrammetry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania biomechaniki chodu są cennym narzędziem przy projektowaniu i testowaniu obuwia oraz zaopatrzenia ortopedycznego. Zbudowany w IPS Oddział Kraków system do analizy chodu pozwala na wideogrametryczne określenie ruchu kończyn i ciała człowieka w trójwymiarowej przestrzeni. W skład systemu wchodzi bieżnia, układ dwóch kamer w ustalonej odległości, zestaw pasywnych markerów oraz laptop z opracowanym w Instytucie programem Diopser. Program pozwala na wyznaczanie parametrów geometrycznych pomiędzy zdefiniowanymi przez użytkownika punktami. Możliwe jest śledzenie do 20 markerów umieszczonych na osobie lub przedmiocie oraz obliczanie długości i kątów dowolnych układów geometrycznych. Danymi wejściowymi jest zestaw dwóch zsynchronizowanych czasowo nagrań, rezultatem działania programu jest plik arkusza kalkulacyjnego zawierający wybrane miary. Istotnymi czynnikami wpływającymi na poprawność wyznaczenia położeń markerów są rozdzielczość i prędkość nagrania, barwa markerów oraz oświetlenie obiektu. Artykuł prezentuje możliwości systemu Diopser, sposób przeprowadzania pomiarów, interpretację wyników uzyskanych dla testowych nagrań oraz wskazuje obszary potencjalnych zastosowań.

EN

The study of biomechanics of gait is a valuable tool for designing and testing of footwear and orthopedic devices. Built in IPS Krakow Branch system for gait analysis allows to determine via videogrammetry the movements of the limbs and the human body in three-dimensional space. The system includes treadmill, a set of two cameras at a predetermined distance, a set of passive markers and a laptop with Diopser program developed in the Institute. The program allows the determination of geometrical parameters between user-defined points. It is possible to track up to 20 markers placed on a person or object and calculate the length and angles of any geometries. The input is a set of two time-synchronized recordings, the output of the program is a spreadsheet file containing the selected measurements. Important factors that affect the correct designation of markers’ positions are resolution and recording, markers’ color and object’s illumination. The paper presents the capabilities of Diopser system, the way the measurements are made, interpretation of results obtained for test recordings and identifies areas of potential applications of the system.

Słowa kluczowe

PL

biomechanika; analiza chodu; wideogrametria

EN

biomechanics; gait analysis; videogrammetry

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Jakość Wyrobów
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 61
• Strony: 37--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Olszewski P. K.

• Instytut Przemysłu Skórzanego, Oddział w Krakowie, ul. Zakopiańska 9, 30-418 Kraków

autor

Gajewski R.

• Instytut Przemysłu Skórzanego, Oddział w Krakowie, ul. Zakopiańska 9, 30-418 Kraków

autor

Tarnawski I. J.

• Instytut Przemysłu Skórzanego, Oddział w Krakowie, ul. Zakopiańska 9, 30-418 Kraków

autor

Pleciak P.

• Instytut Przemysłu Skórzanego, Oddział w Krakowie, ul. Zakopiańska 9, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. A. Winter: Biomechanics and Motor Control of Human Movement. Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 2009.
• 2. J. L. Astephen, K. J. Deluzio, G. E. Caldwell, M. J. Dunbar: Biomechanical changes at the hip, knee, and ankle joints during gait are associated with knee osteoarthritis severity. Journal of Orthopaedic Research. 2008, 26(3), 332-341.
• 3. M. K. Petersen, N. T. Andersen, P. Mogensen, M. Voight, K. Soballe: Gait analysis after total hip replacement with hip resurfacing implant or Mallory-head Exeter prosthesis: a randomised controlled trial. International Orthopedic. 2011, 35(5).
• 4. D. Tiberio: The effect of excessive subtalar joint pronation on patellofemoral Mechanics: a theoretical Model. The Journal of Orthopedic and Sports Physical Therapy. 9(4), 160-165.
• 5. R. Gajewski, P. Olszewski I. Tarnawski: Effect of supination inserts on the heel angle during gait. Congress Lecture [5023] Abstract [1444], OTWorld 2014 International Congress, Lipsk, Niemcy,13-16 maja 2014.
• 6. F. Sibella, L. Frosio, F. Schena, N. A. Borghese: 3D analysis of the body center of mass in rock climbing. Human Movement Science. 2007, 26, 841-852.
• 7. E. B. Simonsen, M. B. Svendsen, A. Nørreslet, H. K. Baldvinsson, T. Heilskov-Hansen, P. K. Larsen, T. Alkjær, M. Henriksen: Walking on High Heels Changes Muscle Activity and the Dynamics of Human Walking Significantly. Journal of Applied Biomechanics. 2012, 28(1), 20-28.
• 8. OpenCV Developer Site, http://code.opencv.org.
• 9. Qt Development Frameworks, http://qt.nokia.com.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).