論文の概要: Custom IMU-Based Wearable System for Robust 2.4 GHz Wireless Human Body Parts Orientation Tracking and 3D Movement Visualization on an Avatar

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09459v1
• Date: Sun, 4 Feb 2024 19:08:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-18 12:49:22.383198
• Title: Custom IMU-Based Wearable System for Robust 2.4 GHz Wireless Human Body Parts Orientation Tracking and 3D Movement Visualization on an Avatar
• Title（参考訳）: 2.4GHz無線人体部品配向トラッキングとアバター上の3次元運動可視化のためのカスタムIMUウェアラブルシステム
• Authors: Javier Gonz\'alez-Alonso, David Oviedo-Pastor, H\'ector J. Aguado, Francisco J. D\'iaz-Pernas, David Gonz\'alez-Ortega, and Mario Mart\'inez-Zarzuela
• Abstract要約: この研究は、複数の身体部位の方向追跡を同時に行うことを目的とした、手頃な価格のカスタムソリューションを構築する可能性を示している。 提案システムは、最大10個のカスタムセンサーで、少なくとも50Hzの無線リアルタイム人体部品の方向追跡に使用できる。 BluetoothとWi-Fiの混在環境において、より信頼性の高いモーションデータ取得を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent studies confirm the applicability of Inertial Measurement Unit (IMU)-based systems for human motion analysis. Notwithstanding, high-end IMU-based commercial solutions are yet too expensive and complex to democratize their use among a wide range of potential users. Less featured entry-level commercial solutions are being introduced in the market, trying to fill this gap, but still present some limitations that need to be overcome. At the same time, there is a growing number of scientific papers using not commercial, but custom do-it-yourself IMU-based systems in medical and sports applications. Even though these solutions can help to popularize the use of this technology, they have more limited features and the description on how to design and build them from scratch is yet too scarce in the literature. The aim of this work is two-fold: (1) Proving the feasibility of building an affordable custom solution aimed at simultaneous multiple body parts orientation tracking; while providing a detailed bottom-up description of the required hardware, tools, and mathematical operations to estimate and represent 3D movement in real-time. (2) Showing how the introduction of a custom 2.4 GHz communication protocol including a channel hopping strategy can address some of the current communication limitations of entry-level commercial solutions. The proposed system can be used for wireless real-time human body parts orientation tracking with up to 10 custom sensors, at least at 50 Hz. In addition, it provides a more reliable motion data acquisition in Bluetooth and Wi-Fi crowded environments, where the use of entry-level commercial solutions might be unfeasible. This system can be used as a groundwork for developing affordable human motion analysis solutions that do not require an accurate kinematic analysis.
• Abstract（参考訳）: 近年の研究では、慣性計測装置(IMU)を用いた人体動作解析システムの適用性が確認されている。 にもかかわらず、ハイエンドのIMUベースの商用ソリューションはまだ高価で複雑なので、幅広い潜在的なユーザーの間で利用を民主化できる。 市場には参入レベルの商用ソリューションがあまり導入されておらず、このギャップを埋めようとしているが、克服すべき制限がいくつか残っている。 同時に、医療やスポーツの分野では、商用ではなく独自のIMUベースのシステムを使う科学論文が増えている。 これらのソリューションは、この技術の使用を広めるのに役立ちますが、より限られた機能と、スクラッチからそれらを設計、構築する方法の説明は、文献にはまだ不足しています。 本研究の目的は,(1)複数部位同時方向追跡を目的とした手頃なカスタムソリューションの構築可能性を証明すること,および,リアルタイムに3次元運動を推定・表現するために必要なハードウェア,ツール,数学的操作の詳細なボトムアップ説明を提供することである。 2) チャネルホッピング戦略を含む2.4GHzのカスタム通信プロトコルの導入は, エントリーレベルの商用ソリューションの現在の通信制限にどのように対処できるかを示す。 提案システムは、少なくとも50Hz以上の10個のカスタムセンサーで、無線リアルタイムの人体部品の方向追跡に使用できる。 さらに、BluetoothとWi-Fiの混在した環境では、より信頼性の高いモーションデータ取得を提供する。 このシステムは、正確な運動解析を必要としない安価な人間の動き分析ソリューションを開発するための土台として使用できる。

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