izpis_h1_title_alt

Spremljanje biomehanike kolenskega sklepa pri kolesarjenju z uporabo nosljivih senzorjev
ID OBRADOVIĆ, SAŠA (Avtor), ID Stančin, Sara (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,66 MB)
MD5: 8A039D0C43B011815A57D25D269D8005

Izvleček
Diplomsko delo predstavlja preprosto metodo za določanje kolenskega kota med kolesarjenjem s pomočjo inercijskih merilnih senzorjev in njegovo primerjavo glede na aktivacijo površinskih skeletnih mišic, merjeno s pomočjo senzorjev za kontrakcijo mišic. Skupaj s predstavljeno metodo sta uporabljeni dve metodi združevanja senzorjev, in sicer komplementarni in linearni Kalmanov filter, zasnovan na stanju pogreška. Meritve kolenskega kota so bile ustrezno evalvirane s pomočjo optičnega sistema. Kvadratni koren srednje kvadratne vrednosti pogreška pri vseh treh metodah je pri krajših meritvah do 5 minut pod 4,5°. Kalmanov filter se je tudi izkazal kot najbolj stabilna metoda za določanje kolenskega kota, s standardno deviacijo pod vrednostjo 1°. Ko so se Kalmanove uteži konvergirale, lezenje merilnih rezultatov ni več bilo prisotno in je kvadratni koren srednje kvadratne vrednosti pogreška pri vseh meritvah ostal pod 4,5°, medtem ko je bilo pri uporabi komplementarnega filtra in osnovnih meritvah, lezenje vedno prisotno. Odzivi kontrakcij mišic glede na kolenski kot so pokazali podobne oblike, kot so elektromiogramski odzivi, vendar s prisotnimi artefakti, ki so posledica raztega kože in vpliva težnosti na premik mišice. Predstavljeni rezultati kažejo, da je metoda učinkovita v zaprtem laboratorijskem okolju in bi se lahko uporabila pri rehabilitacijah in tudi za izboljšanje kolesarske tehnike. Uporaba predstavljene metode bi v primerjavi z optičnim sistemom in elektromiogramom omogočila razvoj in izdelavo cenejše, prenosljive in računsko učinkovitejše opreme za spremljanje gibanja med kolesarjenjem tudi na odprtem.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:komplementarni filter, Kalmanov filter, inercijski merilni senzorji, združevanje senzorjev, kolenski kot, kolesarjenje, senzor kontrakcije mišic
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2022
PID:20.500.12556/RUL-140637 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:122347011 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:16.09.2022
Število ogledov:750
Število prenosov:89
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Monitoring knee joint biomechanics during cycling using wearable sensors
Izvleček:
The Bachelor thesis presents a simple method for determining the knee joint angle during cycling using inertial sensors, and its comparison to surface skeletal muscle activation with muscle contraction sensors. To accompany the presented method, two sensor fusion methods are used: a simple complementary filter and an error-state Kalman filter. Evaluation is achieved using an optical motion tracking system. For all three methods for a short measurement of up to 5 minutes the root mean square error is below 4,5°. Results from the Kalman filter proved to be the most stable, with a standard deviation under 1°. As such there was no measurement drift present in the Kalman filter measurements after the Kalman weights have converged and the root mean square error for all the conducted measurements stayed below 4,5°, in contrast to the basic and complementary filter measurements where a certain drift was always present. Measurements of surface skeletal muscle activation with respect to the calculated knee joint angle indicate similar responses in comparison to an electromyogram, with certain artefacts present, caused by skin contraction and the effect of the Earth’s gravitational force on the muscles themselves. The presented results indicate that the method is efficient in a laboratory environment and could be used for monitoring a cyclist’s position and in turn improving a cyclist’s technique and position and preventing certain injuries. Adopting the method presented, as opposed to optical motion capture systems, cheaper and more efficient solutions could be developed.

Ključne besede:Complementary filter, Kalman filter, Inertial measurement units, Sensor fusion, Knee joint angle, Cycling, Muscle contraction sensor

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj