Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Can data processing algorithms ensure sufficient accuracy to estimate human body pose via wearable systems with use of IMU sensors? – an experimental evaluation

Szczerba Aleksandra, Prochor Piotr, Piszczatowski Szczepan

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 1

art. no. e148835

EN

Background: The aim of the study was to answer two questions: 1 – Can data processing algorithms ensure sufficient accuracy for estimating human body pose via wearable systems? 2 – How to process the IMU sensor data to obtain the most accurate information on the human body pose? To answer these questions, the authors evaluated proposed algorithms in terms of accuracy and reliability. Methodology: data acquisition was performed with tested IMU sensors system mounted onto a Biodex System device. Research included pendulum movement with seven angular velocities (10-120°/s) in five angular movement ranges (30-120°). Algorithms used data from accelerometers and gyroscopes and considered complementary and/or Kalman filters with adjusted parameters. Moreover, angular velocity registration quality was also taken into consideration. Results: differences between means for angular velocity were 0.55÷1.05°/s and 1.76÷3.11%. In the case of angular position relative error of means was 4.77÷10.84%, relative error of extreme values was 2.15÷4.81% and Spearman’s correlation coefficient was 0.74÷0.89. Conclusions: Algorithm calculating angles based on acceleration-derived quaternions and with implementation of Kalman filter was the most accurate for data processing and can be adapted for future work with IMU sensors systems, especially in wearable devices that are designated to support human in daily activity.

2

Badania wpływu zaawansowanej technologicznie odzieży ochronnej na stan psychofizyczny człowieka

Dąbrowska Anna, Bartkowiak Grażyna, Krzemińska Sylwia, Greszta Agnieszka, Kobus Monika

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2022

|

nr 9

20-25

PL

Integracja mikroelektroniki i elektroniki noszonej ze środkami ochrony indywidualnej, w tym z odzieżą ochronną, z jednej strony sprawia, że można uzyskać zupełnie nowe funkcje tych środków, jednak z drugiej strony niewłaściwe ich zaprojektowanie może być potencjalnym źródłem zagrożenia dla użytkownika, np. przez spowodowanie nad miernego obciążenia psychofizycznego. Z tego względu niezbędne jest badanie odzieży ochronnej wyposażonej w elektronikę noszoną pod kątem jej wpływu na obciążenie psychofizyczne człowieka. W Centralnym Instytucie Ochrony Pracy - Państwowym Instytucie Badawczym podjęto działania w kierunku opracowania nowej metodyki badań, która pozwoliłaby ocenić wpływ aktywnej odzieży ochronnej, w tym z wbudowanymi czujnikami i modułami mikro elektronicznymi, na obciążenie psychofizyczne jej użytkownika w symulowanych warunkach przewidywanego stosowania.

EN

The integration of microelectronics and wearable electronics with personal protective equipment (PPE) means that, on the one hand, completely new functions can be achieved, but on the other hand, their inappropriate design may be a potential source of danger for the user, e.g. by causing excessive psychophysical burden. For this reason, it is necessary to test protective clothing equipped with wearable electronics in terms of its impact on the psychophysical load of a human being. At the Central Institute for Labour Protection - National Research Institute, efforts were made to develop a new research methodology that would allow to fully investigate and evaluate the impact of smart protective clothing, including those with built-in sensors and microelectronic modules, on the psychophysical load of its user under simulated conditions of intended use.

3

Development and Investigation of a Textile Heating Element Ensuring Thermal Physiological Comfort

Padleckienė Ingrida, Stygienė Laimutė, Krauledas Sigitas

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 5 (143)

56--62

EN

The aim of thisresearch wasto develop a flexible heating element and investigate its heating capability in simulated wearing conditions. Polyester silver (Ag)-plated yarns incorporated in the reverse side of the knitted structure were used to provide electrical conductivity. A special knitted structure was selected to keep conductive yarn only in the reverse side of the material. All the heating element was made using only textile materials and yarns. A temperature sensor thermistor was used as an electronic element to follow the body temperature, and the remaining elements ensuring a correct electric circuit and heating were made of textile. Another type of heating element was produced using enamelled copper wire, which was inserted into the knitted fabric structure. Investigation of both types of heating elements was made by determining the dependences of the heating elements’ temperatures on the current and voltage applied. It was concluded that the heating element with silver plated yarns used gave out warmth more evenly over all the resistive area. The microcontroller, which has a heating dynamics data storage function, was programmed to control the operations of the two heating elements. A model of an intelligent apparel product with two heating elements ensuring a comfortable microclimate for the user was created. Field tests were performer for the model created by wearing the product and setting the temperatures of both heating elements, for which the continuous operating time was determined.

PL

Celem badań było opracowanie elastycznego elementu grzejnego i zbadanie jego zdolności grzewczej w symulowanych warunkach zużycia. W celu zapewnienia przewodności elektrycznej zastosowano przędzę poliestrową pokrytą srebrem (Ag), umieszczoną na spodniej stronie dzianiny. Wybrano specjalną strukturę dzianiny, aby utrzymać przewodzącą przędzę tylko na spodniej stronie materiału. Cały element grzejny został wykonany wyłącznie z materiałów tekstylnych i przędz. Jako element elektroniczny do śledzenia temperatury ciała zastosowano termistor czujnika temperatury, a pozostałe elementy zapewniające prawidłowy obwód elektryczny i ogrzewanie wykonano z tkaniny. Inny rodzaj elementu grzejnego wykonano z emaliowanego drutu miedzianego, który został wprowadzony w strukturę dzianiny. Badania obu typów elementów grzejnych przeprowadzono poprzez określenie zależności temperatur elementów grzejnych od przyłożonego prądu i napięcia. Stwierdzono, że element grzejny z zastosowanymi przędzami posrebrzanymi oddawał ciepło bardziej równomiernie na całej powierzchni oporowej. Mikrokontroler, który posiada funkcję przechowywania danych dynamiki nagrzewania, został zaprogramowany do sterowania pracą dwóch elementów grzejnych. Powstał model inteligentnego produktu odzieżowego z dwoma elementami grzewczymi zapewniającymi komfortowy mikroklimat użytkownikowi. Testy terenowe wykonano dla modelu utworzonego poprzez noszenie produktu i ustawienie temperatur obu elementów grzejnych, dla których wyznaczono ciągły czas pracy.

4

Potrzeby i oczekiwania strażaków wobec inteligentnej odzieży ochronnej z systemem sygnalizacji zagrożeń : wyniki badań ankietowych

Dąbrowska Anna, Bartkowiak Grażyna, Szmechtyk Tomasz

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2019

|

nr 4

22-25

PL

Bardzo trudne warunki środowiskowe podczas prowadzenia akcji przeciwpożarowych przez strażaków sprawiają, iż wciąż prowadzone są prace naukowo-badawcze zmierzające do opracowania nowego rodzaju inteligentnej odzieży ochronnej, wyposażonej w systemy ułatwiające komunikację i dostarczającej kompleksowych danych o stanie zdrowia strażaków oraz warunkach panujących w ich otoczeniu. Systemy te mogą wspomagać pracę strażaka i przyczyniać się do poprawy jego bezpieczeństwa w czasie akcji przeciwpożarowych. Kluczowe jest jednak, aby spełniały one oczekiwania strażaków i były dostosowane do warunków ich pracy. W związku z tym w publikacji przedstawiono wyniki badań ankietowych przeprowadzonych wśród strażaków, ukierunkowanych na określenie ich potrzeb w stosunku do inteligentnej odzieży ochronnej z systemem sygnalizacji zagrożeń.

EN

Extremely hard environmental conditions during firefighting operations cause that scientific research work are stilt performed aimed at development of new kind of smart protective clothing, equipped with systems supporting communication and delivering complex data about firefighters health status, as well as about conditions m then surroundings. Those systems can support firefighter's work and contribute to improvement of his safety during operation. However, it is crucial that they meet firefighters' expectations and are adjusted to their working conditions. Therefore, this publication presents the results of a survey research carried out among firefighters focused on defining their needs on relation to smart protective clothing with the hazards warning system.

5

Wymagania funkcjonalne wobec inteligentnej odzieży dla ratowników górskich : wyniki badań własnych

Dąbrowska A., Miśkiewicz P.

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2018

|

nr 8

12-15

PL

Elektronika w odniesieniu do tekstyliów znajduje najczęściej zastosowanie w specjalistycznej odzieży ochronnej Daje możliwość monitorowania czynności życiowych użytkownika oraz poziomu zagrożeń istniejących w jego bezpośrednim otoczeniu. Z uwagi na bardzo niebezpieczne i zmienne warunki pracy inteligentna odzież z pewnością byłaby przydatna dla ratowników górskich Świadczą o tym wyniki badań ankietowych, omówionych w artykule, dotyczących określenia oczekiwań ratowników górskich w stosunku do inteligentnej odzieży ochronnej, dostosowanej do warunków pracy w trakcie akcji ratowniczych w górach. Badania wykazały potrzebę prowadzenia prac badawczych ukierunkowanych na opracowanie nowej, innowacyjnej odzieży dla ratowników górskich. Spośród wybranych elementów aktywnych największe zastosowanie w niej znajdą czujnik lokalizacji, system chłodzenia/grzania, czujnik stanu fizjologicznego oraz alternatywne źródła energii elektrycznej wspomagające zasilanie np. telefonu komórkowego.

EN

Wearable electronics m textile products can be used in specialized protective clothing to monitor users' health and hazards in their direct surroundings. Considering the very hazardous and variable working conditions during rescue operations, mountain rescuers could also use such smart clothing. This has been confirmed by the results of a survey on mountain rescuers' needs for smart protective clothing for rescue operations in the mountains. According to the results of this survey, it is necessary to develop new, innovative clothing for mountain rescuers with a location sensor, cooling/heating system, physiological state sensor and energy harvester supporting powering of, e.g., a smartphone.

6

Łącze radiowe w tekstronicznym systemie umożliwiającym lokalizację ludzi w pomieszczeniach z użyciem czujników inercyjnych

Januszkiewicz Ł., Kawecki J.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2017

|

nr 6

450--453, CD

PL

W artykule przedstawiono tekstroniczny system umożliwiający lokalizowanie ludzi we wnętrzach budynków za pomocą czujników inercyjnych. System składa się z koszulki wyposażonej w elektroniczne moduły umożliwiające pomiar przyspieszeń oraz transmisję danych pomiarowych do smartfona pozwalającego na obliczenie i wizualizację aktualnego położenia użytkownika. Komunikacja pomiędzy czujnikami umieszczonymi w koszulce, a smartfonem odbywa się z wykorzystaniem miniaturowego nadajnika pracującego w standardzie Bluetooth, wyposażonego w miniaturową antenę ceramiczną o relatywnie małym zysku energetycznym. W artykule przedstawiono analizę tłumienności łącza pomiędzy modułem Bluetooth a smartfonem w pobliżu ciała człowieka w różnych warunkach otoczenia. Analizę przeprowadzono z wykorzystaniem anten zbliżonych swoimi parametrami do anten stosowanych w modułach miniaturowych.

EN

In the paper a wearable system for indoor localization of people using inertial sensors is presented. The system consists of a shirt with accelerometers and wireless transmission module that transmit data to a Smartphone that calculates and presents the current position of the user. The data transmission is realized by miniature Bluetoothmodule equipped with ceramic chip antenna. In the paper the analysis of path loss between wireless module and the smartphone is presented for several indoor environments. For the purpose of this analysis a miniature ceramic chip antennas were used.

7

The Manufacturing of Textile Products with Incorporated Electrodes

Curteza A., Cretu V., Macovei L., Poboroniuc M.

Autex Research Journal

|

2016

|

Vol. 16, no. 1

13--18

EN

One of the main causes of disabling deficits is neurological affections. Many times, the evolution of the condition leads to a diminution of the patient’s life quality. Functional electrical stimulation (FES) is part of the neurological rehabilitation process that comprises all the actions one can take in order to increase a patient’s integration and autonomy degree from a social and financial point of view. FES is a method based on substituting the commands that are usually transmitted by the nervous system with an electric impulse. The use of such a method on different body areas required the development of some adequate devices, starting with the stimulator itself and finishing with the way in which the stimulus is conveyed to the effectors. Textile materials that incorporate sensors and, mainly, the clothing products that have such components in their structure, have a high applicability potential; they can be used for preventing illnesses and for the rehabilitation of seniors, of people who are confined to bed, sportsmen, people who suffer from long-term illnesses, disabled people, thus diminishing the time one spends in the hospital. A possible solution for manufacturing incorporated textile electrodes consists in the insertion of some electro-conductive yarns onto textile surfaces by using a variety of technologies. The project approaches the use of knitting, a widespread textile technology. The incorporated knitted electrodes were accomplished by applying the knitting technology on single circular small diameter machines. Thus, we were able to obtain a variety of knitted articles as two-dimensional or three-dimensional tubular knitted fabric. Their dimensions, structures, and parameters correspond to the typo-dimensions of the human body and to the purpose for which the clothing product was designed. The knitted versions were tested by using a Microstim2v2 (PW = 300 μs, 40 Hz) neurostimulator for which the current intensity was adjusted to approx. 30 mA.

8

Koncepcyjne aspekty projektowania inteligentnego umundurowania dla osób prowadzących akcje ratownicze i interwencyjne

Kraszewski J., Cariow A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 7

687-689

PL

W artykule zostały opisane koncepcyjne aspekty projektowania umundurowania inteligentnego, przeznaczonego do wspomagania akcji ratunkowych. Umundurowanie składa się z hełmu, odzieży tekstronicznej oraz bransoletki. Hełm wyposażony jest w dwie kamery monitorujące przestrzeń z przodu i z tyłu. Na uniformie umieszczone są czujniki parametrów fizjologicznych i środowiska zewnętrznego oraz moduł elektroniki i zasilania. Bransoletka służy do śledzenia położenia i aktualnego stanu (ruch, bezruch, upadek).

EN

This paper describes conceptual aspects of designing smart uniforms for rescue and emergency assisting. It is assumed that a uniform will consist of a helmet, textronic clothing and a bracelet. These componentsof the uniform are shown in Fig. 1. The helmet is equipped with two video cameras monitoring the space before and after the operation area. Clothing includes a variety of optional features for each type of intervention teams, i.e. various sensors, physiological and environmental parameters and the electronic module that provides collection and two-way exchange of information with the command center of the action through appropriate transmission channels. The bracelet is used to track the location and current state (movement, stillness, and fall) of a person intervening in the monitored area of action. These basic and optional components of the uniform are presented in Tab. 1. Additionally, the system complements the external equipment to assist the collection of distorted signals in a lossy environment. The biggest obstacle in the development of smart clothing is still a problem of multiple washing fabrics with elements of electronics. The advantage of the currently used products is a comprehensive approach to uniform, as a comprehensive system to ensure protection. A smart uniform is not just another gadget, but equipment to protect life and health of its users, but may be a subject to fashion trends [14], utility and styling. Such clothing should not cause discomfort to the user, but should support and facilitate the operation in hazardous conditions.