Dissertação

Precise Extraction of Anatomical Segment Orientations from the Kinect One Sensor EVALUATED

Os avanços do Kinect One, um sensor de captura de movimentos de baixo custo sem recurso a marcadores, e do seu algoritmo de deteção de movimentos humanos levou ao desenvolvimento de aplicações nas mais diversas áreas, como reabilitação clínica e análise biomecânica. O algoritmo estima eficientemente a posição tridimensional de vinte-e-cinco pontos no corpo que constituem um esqueleto humano. Contudo, para a simulação de um modelo biomecânico humano, as orientações anatómicas devem ser estimadas com a máxima exactidão. Esta tese propõe a implementação de métodos computacionais baseados na técnica de ortogonalizaçao vectorial para obter orientações mais correctas a partir de apenas dois pontos do segmento anatómico. Para validar as orientações estimadas por cada método, um protocolo experimental foi realizado onde um conjunto de dez movimentos foram registados pelo sensor Kinect One e por um sistema de captura de movimentos baseado em marcadores. Discrepâncias entre as orientações estimadas pelo sistema baseado em marcadores e por cada método usado pelo Kinect One foram graficamente comparadas e avaliadas usando o coeficiente de correlação de Pearson. Os resultados obtidos mostram que os métodos implementados estimam com boa até muito boa correlação a orientação em torno de um dos eixos de rotação ao passo que em torno dos outros eixos de rotação o padrão cinemático foi relativamente diferente entre as diferentes técnicas e movimentos. Estes resultados encorajam o desenvolvimento de um modelo parametrizado que prevê a orientação ideal para cada segmento anatómico tendo em conta a posição das juntas humanas estimadas pelo sensor Kinect One.
Análise de movimento, Deteção do esqueleto, Kinect One, Ortogonalização de vectores, Cinemática, Ângulos de Euler

Novembro 22, 2016, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Daniel Simões Lopes

INESC-ID Lisboa

Doutor

ORIENTADOR

Miguel Pedro Tavares da Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado