Розробка інерціальної системи захоплення руху людини

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЛітош, А. М.
dc.contributor.authorЛакоза, Сергій Леонідович
dc.date.accessioned2020-04-10T12:46:46Z
dc.date.available2020-04-10T12:46:46Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenThis paper presents the full cycle of development of inertial motion capture system: from the selection of sensors, selection of the orientation estimation algorithm of the received data and system movement visualization. The paper considers the existing methods of motion capture using various physical principles of work. Inertial motion capture systems are used in the field of biomechanics increasingly. It is done the analysis of existing inertial motion capture systems in paper. There are several leading market manufacturers of inertial motion capture systems: Xsense, InertialLab, APDM. Comparative characteristics of these systems are given. It is proposed to use own inertial motion capture system (IMCS) as an alternative for expensive industrial designs. The study gives the concept of the developed system. The presented prototype of IMCS consists of autonomous AHRS-modules, base wireless receiver, subsystem of data collection and animation reproduction program. Each of the autonomous AHRS has its own power supply, sensors (IMU), microcontroller with firmware and radio transmitter. AHRS-module uses the ATmega328p microcontroller as calculation core. IMU (Inertial measurement unit) was created by combining on the same board the following sensors: gyro ITG3205 (InvenSense), accelerometer ADXL345L (AnalogDevices) and magnetometer HMC5883L (Honeywell). The firmware functional phases are described in paper. The first phase of the microcontroller firmware is reading data from sensors. After collecting the necessary information, the microcontroller program passes into the phase of the orientation estimation using the AHRS algorithm. The third firmware phase is the data packet preparation and its transmission to the receiver. In paper sensors’ calibration methods are described, the precision characteristics of AHRS-module are given. The developed IMCS has small dimensions of IMUs. They are autonomous and use wireless communication technology for data transfer. As AHRS algorithm of orientation estimation system uses complementary Bachman filter. It reduces the computational load on the microcontroller. Developed system has own software for object movement visualization. NI LabVIEW programming environment is used to display skeleton kinematics through data collected from AHRS modules. Shown approach uses method proposed by Denavit and Hartenberg to describe kinematic chain movement. It is used so called D-H parameters to get the equation of kinematic chain motion conversion. The developed IMCS can be configured flexibly for various kinds of tasks.en
dc.description.abstractruВ работе освещены основные этапы разработки инерциальной системы захвата движения человека. В работе рассмотрены существующие методы захвата движения, которые используют различные физические принципы работы. Сделан анализ существующих инерциальных систем захвата движения. В качестве альтернативы использованию дорогих промышленных образцов, предложено использование собственной системы захвата движения для целей лабораторных исследований. В статье приведена концепция разрабатываемой системы. Описаны состав аппаратной части инерциального измерительного модуля, этапы функционирования микропрограммы контроллера. Описаны, использованные методы калибровки датчиков, приведены характеристики точности модуля БКВ. Разработанная система имеет малые габариты инерциальных измерительных блоков, которые являются автономными и используют для коммуникации технологии беспроводной связи. Для оценки ориентации объектов установки использован алгоритм, который уменьшает вычислительную нагрузку на контроллер. Разработанная СЗРЛ позволяет гибко ее настраивать под разного рода специфические задачи; открывает возможность интеграции в другие системы.ru
dc.description.abstractukУ роботі висвітлено основні етапи розробки інерціальної системи захоплення руху людини (СЗРЛ). У роботі розглянуто існуючі методи захоплення руху, що використовують різні фізичні принципи роботи. Зроблено аналіз існуючих інерціальних систем захоплення руху. В якості альтернативи використанню дорогих промислових зразків, запропоновано використання власної системи захоплення руху для цілей лабораторних досліджень. У статті приведена концепція розроблюваної системи. Описано склад апаратної частини інерціального вимірювального модуля, етапи функціонування мікропрограми контролера. Описано використані методи калібровки датчиків, приведені характеристики точності модуля безплатформної курсовертикалі (БКВ). Розроблена система має малі габарити інерціальних вимірювальних блоків, які є автономними та використовують для комунікації технології бездротового зв’язку. Для оцінки орієнтації об’єктів установки використано алгоритм, який зменшує обчислювальне навантаження на контролер. Розроблена СЗРЛ дозволяє гнучко її налаштувати під різного роду специфічні задачі; відкриває можливість інтеграції в інші системи.uk
dc.format.pagerangeС. 11-19uk
dc.identifier.citationЛітош, А. М. Розробка інерціальної системи захоплення руху людини / А. М. Літош, С. Л. Лакоза // Вісник НТУУ «КПІ». Приладобудування : збірник наукових праць. – 2018. – Вип. 55(1). – С. 11-19. – Бібліогр.: 24 назви.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.55(1).2018.135860
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32825
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 55(1)uk
dc.subjectбезплатформна курсовертикальuk
dc.subjectалгоритмиuk
dc.subjectзахоплення рухуuk
dc.subjectенергоефективністьuk
dc.subjectAHRSen
dc.subjectalgorithmen
dc.subjectmotion captureen
dc.subjectenergy efficiencyen
dc.subjectбезплатформенная курсовертикальru
dc.subjectалгоритмыru
dc.subjectзахват движенияru
dc.subjectэнергоэффективностьru
dc.subject.udc531.3:629.7.05uk
dc.titleРозробка інерціальної системи захоплення руху людиниuk
dc.title.alternativeDevelopment of human inertial motion capture systemen
dc.title.alternativeРазработка инерциальной системы захвата движения человекаru
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-SPr_2018-55_P11-19.pdf
Розмір:
455.04 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 55(1)