Desenvolvimento de um sistema de medições óticas para avaliação de parâmetros biodinâmicos da caminhada humana

Abstract

O uso de sistemas de medição de deslocamentos pode ser feito utilizando diversas tecnologias disponíveis. No estudo da caminhada humana, sistemas óticos de medição com uso de marcadores passivos se mostram cada vez mais eficientes graças ao desenvolvimento das câmeras de vídeo (com elevada taxa de aquisição em alta resolução) e computadores de uso pessoal. Comparações entre sistemas de medição diferentes (laser e acelerômetro) permitem avaliar o grau de incerteza do sistema ótico empregado no estudo da caminhada humana. Da teoria à realização de experimentos, o trabalho apresenta as características metodologias do sistema ótico de forma que suas vantagens e desvantagens puderam ser discutidas e analisadas quanto à obtenção de modelos biodinâmicos mais precisos da caminhada. Não menos importante, um algoritmo de correção de imagens (Calibration Toolbox) foi empregado no sistema desenvolvido para evitar problemas causados por distorções no vídeo. Como resultado, comparações com ensaios experimentais controlados foram obtidos os quais indicaram boa correlação das medidas do sistema ótico com medições feitas com um medidor a laser. Também ensaios com modelos humanos de caminhada foram realizados e as comparações traçadas agora com medidas de acelerômetros, indicando também uma boa correlação.

The use of displacement measurement systems can be done by using several available technologies. In the study of human gait, optical measurement systems using passive markers has been shown to be efficient due to the development of video cameras (with high acquisition rate and resolution) and personal computers. Comparisons between different measurement systems (laser and accelerometer) have allowed evaluating the degree of uncertainty of the optical system used in the study of human gait. This work presents, from theory to performed experiments, the methodological characteristics of the optical system; so that their advantages and disadvantages can be discussed and analyzed to obtain more accurate walk biodynamic models. Not least important, an algorithm for image correction (Calibration Toolbox) was employed in this system designed to avoid problems caused by video distortions. As result, comparisons in a controlled experimental test showed good correlation between the optical measurement system and those obtained with a laser system. Tests were performed for human gait and put abreast with accelerometer measurements which indicate good match.