Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

A yaw tracking algorithm for head movement from inertial sensors data

100%

Borowska-Terka A. , Strumiłło P.

|

2023

|

tom Vol. 30, nr 4

737--754

EN

Monitoring head movements is important in many aspects of life from medicine and rehabilitation to sports, and VR entertainment. In this study, we used recordings from two sensors, i.e. an accelerometer and a gyroscope, to calculate the angles of movement of the gesturing person’s head. For the yaw motion, we proposed an original algorithm using only these two inertial sensors and the detected motion type obtained from a pre-trained SVM classifier. The combination of the gyroscope data and the detected motion type allowed us to calculate the yaw angle without the need for other sensors, such as a magnetometer or a video camera. To verify the accuracy of our algorithm, we used a robotic arm that simulated head gestures where the angle values were read out from the robot kinematics. The calculated yaw angles differed from the robot’s readings with a mean absolute error of approx. 1 degree and the rate of differences between these values exceeding 5 degrees was significantly below 1 percent except for one outlier at 1.12%. This level of accuracy is sufficient for many applications, such as VR systems, human-system interfaces, or rehabilitation.

2

Zastosowanie metody wariancji Allana do analizy źródeł błędów losowych czujników inercjalnych

86%

Paszek J. , Kaniewski P.

|

tom Vol. 55, nr 3

67-70

PL

W artykule opisano metodę wariancji Allana do oceny parametrów źródeł szumowych sensorów inercjalnych. Przedstawiono zależności pomiędzy gęstością widmową mocy zakłóceń, a wariancjami poszczególnych źródeł. Dodatkowo zaprezentowano przebieg badań i wyniki analizy metodą wariancji Allana parametrów sensora IMU300CC produkowanego przez firmę Crossbow.

EN

The paper describes use of Allan variance to estimate noise sources parameters for inertial sensors. The dependencies between power spectral density and Allan variance are introduced. Additionally, the experiment process and the Allan variance results for IMU300CC sensor by Crossbow are shown.

3

Diagnozowanie inercjalnych układów orientacji przestrzennej i nawigacji stosowanych w nahełmowych systemach celowniczych

72%

Szelmanowski A.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2012

|

tom R. 19, nr 9

719--728, CD

PL

W artykule omówiono błędy czujników inercjalnych wykorzystywanych w systemach AHRS i INS (w zakresie prędkości kątowych i przyspieszeń liniowych) oraz ich wpływ na błędy wyliczanych parametrów pilotażowo-nawigacyjnych (takich jak kąty orientacji przestrzennej oraz prędkości liniowe i współrzędne pozycji nawigacyjnej) obrazowanych m.in. w nahełmowych systemach celowniczych. Przedstawiono problemy diagnozowania systemów nawigacji inercjalnej, zarówno tych najnowocześniejszych (np. centrali TOTEM-3000 z czujnikami laserowymi, integrowanych na bazie cyfrowej szyny danych MIL-1553B lub ARINC-429), jak i „starszych” rozwiązań konstrukcyjnych (np. układów IKW-8 stosowanych na samolotach Su-22). Podano metody badań torów przetwarzania sygnałów z czujników inercjalnych oraz wytyczne dla komputerowego systemu oceny stanu technicznego systemów nawigacji inercjalnej zaawansowanych eksploatacyjnie.

EN

The paper has been intended to discuss errors of inertial sensors used in Attitude Heading Reference and Inertial Navigation Systems (AHRS and INS, respectively) within the range of angular rates and linear accelerations, and how they affect errors in calculated flight parameters such as angles of rotation in three dimensions (aircraft orientation and control, i.e. aircraft flight attitude), linear velocities and co-ordinates of navigational position displayed on, among other items, the joint helmet-mounted cueing systems. Issues of the diagnosing the inertial navigation systems, both the most advanced ones (e.g. the TOTEM 3000 Inertial Reference System with laser sensors, integrated into the MIL-1553B or ARINC-429 based digital data bus system), and ones of older design (e.g. the IKW-8 systems used on the Su-22). Methods of examining lines to transmit inertial-sensors generated signals have been given. What follows is guidelines for a computer-based system to assess health/maintenance status of highly worn-and-torn inertial navigation systems.

4

Alternatywny system nawigacji oparty na przetwarzaniu zobrazowania oraz fuzji danych z czujników inercyjnych

72%

Komorniczak W. , Zych C. , Kawalec A. , Wrońska-Zych A.

|

2010

|

tom Vol. 51, nr 10

61-63

PL

W artykule przedstawiono jeden ze sposobów wykorzystania czujników inercyjnych oraz przetwarzania obrazu do zbudowania systemu nawigacyjnego. W dzisiejszych czasach głównym sposobem określania położenia stało się wykorzystanie systemów satelitarnych np. GPS. Jednak ze względu na swoje wady, w aplikacjach wojskowych stawia się wymóg posiadania drugiego (niezależnego od nawigacji satelitarnej) systemu pozycjonowania. Taki alternatywny system wyznaczania pozycji można zbudować w oparciu o czujniki inercyjne, magnetometry, czujniki ciśnienia oraz przetwarzanie zobrazowania z kamery umieszczonej na poruszającym się obiekcie. Dzięki temu można uzyskać dokładną, lokalizację obiektu w miejscach gdzie nawigacja satelitarna nie może zostać użyta.

EN

The paper describes a way to use inertial sensors and digital image signal processing to build a navigation system. Nowadays, the main way in determining the position is using satellite systems such as GPS. However, due to its drawbacks there is a requirement of a second (independent from satellite navigation) positioning system in military applications. Such an alternative system for determining the position can be built based on inertial sensors, magnetometers, pressure sensors and processing the image signal of the camera placed on a moving object. This allows you to get the exact location of the object in places where satellite navigation can not be used.

5

Algorytmy rozpoznawania ruchów głowy w elektronicznym interfejsie człowiek-komputer

72%

Borowska-Terka A. , Strumiłło P.

|

tom R. 93, nr 8

131--134

PL

Celem badań opisanych w niniejszym komunikacie jest wykorzystanie specjalnego interfejsu dla osoby niewidomej umożliwiającego sterowanie menu urządzenia nawigacyjnego za pomocą ruchów głowy. Zastosowano czujniki inercyjne wbudowane w układ stereowizyjny umieszczony na głowie użytkownika systemu. Dla 2-sekundowych okien czasowych rejestrowanych sygnałów wyliczono parametry statystyczne takie jak: średnie, minimum, maksimum, odchylenie standardowe, kurtoza oraz współczynniki korelacji dla sygnałów pochodzących z trój-osiowego akcelerometru i trój-osiowego żyroskopu. Dla tak przygotowanych danych treningowych zbadano skuteczność działania czterech różnych klasyfikatorów do rozpoznawania różnych ruchów głowy służących do sterowania interfejsem. Najlepsze wyniki uzyskano dla tzw. lasu losowego, którego skuteczność dla zbioru sygnałów testowych wyniosła 98,89%. Prawidłowe rozpoznawanie ruchów głowy umożliwi osobie niewidomej komunikowanie się z urządzeniem mobilnym i zarządzanie aplikacjami za pomocą ruchów głowy.

EN

The purpose of the study described in this communication is to apply a special interface for the blind person to control the menu of the navigation device using head movements. Inertial sensors built into the stereovision system positioned on the user's head are used. For two-second time windows of the recorded signals, statistical parameters such as: mean, minimum, maximum, standard deviation, kurtosis, and correlation coefficients for signals from a three-axis accelerometer and a three-axis gyroscope were calculated. For such training data, the effectiveness of the four different classifiers was assessed to distinguish different head movements. The best results were obtained for the so-called random forest whose efficiency for the test set signals achieved 98.89%. Proper recognition of head movements will allow the blind person to communicate with the mobile interface and control applications by means of head movements.

6

Rozpoznawanie gestów statycznych ręki za pomocą rękawicy sensorowej

72%

Piskozub J. , Tomalczyk K. , Strumiłło P. , Piskozub M.

|

2019

|

tom R. 95, nr 9

142--145

PL

W niniejszej pracy opisano rękawicę sensorową, umożliwiającą rozpoznawanie wybranych gestów ręki. W urządzeniu zastosowano 10 rezystancyjnych czujników ugięcia, zamocowanych za pomocą materiałowych kieszeni do rękawicy. Układ czujników tworzy dwa rzędy, jeden na wysokości stawów śródręczno-paliczkowych oraz drugi, na wysokości stawów międzypaliczkowych. Wykonany prototyp przetestowano na grupie trzech osób wykonujących 18 statycznych gestów polskiego języka migowego. Otrzymane dane sprawdzono pod kątem możliwości ich automatycznej klasyfikacji za pomocą trzech wybranych klasyfikatorów: k-najbliższych sąsiadów, naiwnego klasyfikatora bayesowskiego oraz drzewa decyzyjnego. Klasyfikacje przeprowadzano dla trójwymiarowego zbioru danych otrzymanych z czujników umiejscowionych nad stawami międzypaliczkowymi palców: środkowego, wskazującego i kciuka oraz dla dziesięciowymiarowego zbioru danych otrzymanych ze wszystkich czujników. Najlepsze wyniki klasyfikacji znaków dla obu zbiorów uzyskano za pomocą naiwnego klasyfikatora bayesowskiego, którego skuteczność wyniosła 66,66%.

EN

This work describes a sensor glove that allows real-time recognition of the position of the fingers. The device uses 10 resistive flex sensors fastened with material glove pockets. The sensor system consists of two rows, one at the height of the metacarpophalangeal joints and the second at the height of the interphalangeal joints. The prototype was tested on a group of three people performing 18 static gestures of Polish sign language. The data obtained was checked for the possibility of their automatic classification using three selected classifiers: k-nearest neighbours, naive Bayesian classifier and decision tree. Classifications were carried out for a simplified three-dimensional dataset obtained from sensors located above interphalangeal joints of the middle, index and thumb fingers and for the ten-dimensional dataset obtained from all sensors. The best character classification results for both sets were obtained for the naive Bayesian classifier, with a maximum recognition rate of 66.66%.

7

Budowa, zasada, działania i zastosowania systemu rejestracji ruchu firmy Xsens

72%

Kopniak P.

|

tom nr 3

3049--3058

PL

Artykuł ten dotyczy inercyjnych urządzeń do pomiarów i rejestracji ruchu obiektów nieożywionych oraz ciała ludzkiego. Systemy tego typu omówione w artykule produkowane są przez firmę Xsens. Wykorzystują one zintegrowane czujniki typu MEMS, które w celu pomiaru montuje się na badanym obiekcie. Każdy z czujników zawiera trójosiowy akcelerometr, żyroskop, magnetometr i termometr do kalibracji danych w zależności od warunków temperaturowych, a w przypadku czujników serii przemysłowych także barometr i odbiornik GPS. W artykule omówiono budowę wewnętrzną czujników ich parametry, w zależności od zastosowań, zasadę działania, typy danych wyjściowych, najważniejsze algorytmy przetwarzania wewnętrznego oraz oprogramowanie. Dołączone oprogramowanie umożliwiają m.in. konfigurację czujników pomiarowych, bezprzewodowe pobieranie danych pomiarowych, ich wizualizację i trwały zapis do późniejszej analizy. Artykuł przedstawia także istniejące oraz potencjalne zastosowania inercyjnych systemów rejestracji ruchu w transporcie, medycynie, ergonomii, badaniach sportowych i zastosowaniach związanych z rejestracją ruchu człowieka (Motion Capture).

EN

This article concerns the inertial measurement devices for motion recording of inanimate objects and the human body. Systems of this type discussed in the article are manufactured by Xsens. They use integrated MEMS sensors which are mounted on the test object for measurement of its motion. Each sensor contains a triaxial accelerometer, gyroscope, magnetometer, and a thermometer for data calibration depending on the temperature In the case of industrial sensor series as a barometer and a GPS receiver are on the board, too. The article describes the internal structure of the sensors, their parameters, depending on the application, the principle of operation, output data types, the most important internal processing algorithms and producer's software. Included software allows, among others, configuration of sensors, wireless downloading of measurement data, visualization of the data, and a permanent recording for later analysis. The article presents the existing and potential applications of inertial motion systems in transport, medicine, ergonomics, sports studies and applications related to capturing of human motion (Motion Capture).

8

Dokładność pomiaru kątów z wykorzystaniem czujników inercyjnych w trójwymiarowym układzie współrzędnych

72%

Miziołek M.

|

tom Vol. 10

12--17

PL

Artykuł dotyczy dokładności pomiaru kątów z wykorzystaniem czujników inercyjnych w trójwymiarowym układzie współrzędnych. Jako system odniesienia wykorzystano system akwizycji ruchu firmy Vicon. W artykule opisano przebieg badania, aplikację, która posłużyła do zbierania danych ze smartfona. W artykule zawarto także metody, wzory oraz algorytm, których użyto, aby porównać uzyskane dane.

EN

This article discusses angle measurement accuracy assessment using inertial sensors in three-dimensional coordinate system. Vicon's acquisition system was used as a reference system. The article describes conduct of the study and application that was used for collecting data from the smartphone. The article also contains methods, formulas and algorithms that were used to compare obtained data.