Трехосевой инерциальный измерительный блок (IMU), встроенный в обувь, функционирует путем интеграции акселерометров и гироскопов с высокой частотой дискретизации для захвата движения стопы в реальном времени. Он непрерывно отслеживает изменения трехосевого линейного ускорения и угловой скорости, создавая подробный цифровой профиль движения испытуемого во время ходьбы.
IMU служит основным механизмом для кинематического анализа, используя необработанные данные о движении для обнаружения пиков ускорения. Этот процесс позволяет точно идентифицировать события походки, такие как удар пяткой и отрыв носка, которые необходимы для расчета скорости ходьбы и длины шага.
Механика сбора данных
Интеграция и дискретизация датчиков
IMU работает путем объединения двух различных типов датчиков: акселерометров и гироскопов.
Эти компоненты работают с высокой частотой дискретизации, гарантируя, что даже быстрые или незначительные изменения в движении стопы будут зафиксированы без потери данных.
Трехосевое измерение
Термин "трехосевой" относится к способности устройства одновременно отслеживать движение по трем измерениям.
Система записывает линейное ускорение (насколько быстро изменяется скорость по прямой линии) и угловую скорость (скорость вращения) для построения траектории стопы в 3D-пространстве.
Преобразование необработанных данных в метрики походки
Обнаружение критических событий походки
Сами по себе необработанные данные не являются конечным продуктом; система обрабатывает эту информацию для поиска конкретных закономерностей.
Обнаруживая пики ускорения по вертикальной и передне-задней (спереди назад) осям, IMU идентифицирует различные фазы цикла походки.
Это обнаружение пиков является механизмом, используемым для точного определения удара пяткой (когда стопа касается земли) и отрыва носка (когда стопа отрывается от земли).
Расчет производных параметров
После того как события походки привязаны ко времени, система рассчитывает сложные кинематические параметры.
Эта необработанная "основная кинематическая информация" преобразуется в действенные метрики, такие как скорость ходьбы, длина шага и вариабельность походки.
В клинических условиях эти данные количественно определяют такие характеристики, как тремор или замедленность движений, предоставляя объективную основу для оценки эффективности лечения.
Понимание компромиссов
Зависимость от четких пиков сигнала
Точность IMU в значительной степени зависит от четких "пиков" в данных ускорения для идентификации событий походки.
Если у испытуемого шаркающая походка или очень нерегулярные паттерны движения, где пики вертикального ускорения сглажены, система может столкнуться с трудностями в автоматическом определении удара пяткой.
Фокус на кинематике против кинетики
Важно различать, что измеряет IMU: он фиксирует кинематику (движение в пространстве), а не кинетику (силу).
Хотя он предоставляет отличные данные о скорости и вариабельности, он не измеряет напрямую физическое давление или силу реакции опоры, приложенную пользователем.
Сделайте правильный выбор для вашей цели
Чтобы максимизировать полезность системы анализа походки на основе IMU, согласуйте возможности данных с вашими конкретными целями.
- Если ваша основная задача — определение фаз походки: Отдавайте предпочтение системам с высокой частотой дискретизации, чтобы обеспечить захват пиков вертикального и передне-заднего ускорения с высоким временным разрешением.
- Если ваша основная задача — клиническая оценка: Смотрите за пределы необработанных данных и сосредоточьтесь на рассчитанных метриках, таких как вариабельность походки и замедленность движений, чтобы объективно измерить прогресс пациента.
Преобразуя сложное движение в количественные метрики, трехосевой IMU предоставляет объективные доказательства, необходимые для уточнения персонализированных протоколов лечения.
Сводная таблица:
| Компонент/Метрика | Функция и захватываемые данные | Влияние на анализ походки |
|---|---|---|
| Акселерометры | Измеряет трехосевое линейное ускорение | Обнаруживает пики удара пяткой и отрыва носка |
| Гироскопы | Измеряет угловую скорость | Строит 3D-траекторию стопы и вращение |
| Высокая частота дискретизации | Быстрые циклы захвата данных | Обеспечивает разрешение для незначительных изменений движения |
| Производные метрики | Скорость, длина шага, вариабельность | Предоставляет объективные данные для клинической оценки |
Повысьте производительность вашей обуви с помощью экспертного производства 3515
Являясь крупномасштабным производителем, обслуживающим глобальных дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 предлагает техническую экспертизу и производственные мощности, необходимые для воплощения в жизнь передовых концепций обуви. Независимо от того, разрабатываете ли вы обувь для анализа походки с интегрированными технологиями или вам нужна высокопроизводительная обувь, наши комплексные возможности охватывают все типы, включая нашу флагманскую серию защитной обуви, тактические ботинки, снаряжение для активного отдыха и формальную обувь.
Почему стоит сотрудничать с 3515?
- Универсальное производство: Массовое производство для профессиональных, спортивных и специализированных категорий защитной обуви.
- Гарантия качества: Десятилетия опыта соответствия строгим отраслевым стандартам.
- Индивидуализация: Индивидуальные решения для владельцев брендов, желающих интегрировать "умные" технологии или специализированные материалы.
Готовы масштабировать свою линейку обуви с надежным производственным партнером? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши оптовые потребности и цели проекта!
Ссылки
- Bohyun Kim, Hyejin Choi. Association of Muscle Mass, Muscle Strength, and Muscle Function with Gait Ability Assessed Using Inertial Measurement Unit Sensors in Older Women. DOI: 10.3390/ijerph19169901
Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .
Люди также спрашивают
- Как белые кроссовки улучшают образ? Освойте универсальный стиль с чистой основой
- Как упругая пена способствует созданию обуви с карбоновой пластиной? Увеличение отскока и эффективности
- Каковы два основных типа подошв для скейтбордических кроссовок и каковы их различия? Выберите правильную подошву для вашего стиля
- Что включает в себя изготовление боковых полос для вулканизированной обуви? Объяснение процесса экструзии
- Почему кроссовки теперь принимают в офисной среде? Сдвиг к современной профессиональности
- Подходят ли кроссовки для стиля business casual? Руководство по современной офисной обуви
- Каковы недостатки скейтбордических кроссовок с подошвой cupsole? Жесткость, меньшее ощущение доски и более длительный период разноски
- Каковы технические преимущества датчиков-регистраторов данных типа "обувь"? Повысьте точность с помощью неограниченной оценки походки