Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

Desenvolvimento e avaliação de um sistema para análise cinemática tridimensional de movimentos humanos

Development and evaluation of a system for three-dimensional kinematic analysis of human movements

Barros, R.M.L.; Brenzikofer, R.; Leite, N.J.; Figueroa, P.J.

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Resumo

Esta pesquisa consiste da concepção e avaliação de um sistema para análise cinemática tridimensional de movi mentos humanos, baseado em registros estereoscópicos de vídeo. O conceito orientador do sistema é discutido e o ambiente computacional desenvolvido é apresentado. O problema do rastreamento (tracking) de movimentos humanos em seqüências de imagens digitais é formulado, usando conceitos de processamento de imagens, em parti cular morfologia matemática. O método implementado para reconstrução de coordenadas espaciais a partir de projeções é testado. Os resultados obtidos com o sistema foram exemplificados na análise de marcha de dois sujei tos. As características principais do sistema proposto são a independência em relação a equipamentos dedicados, a possibilidade de utilizar marcadores passivos e ativos sob condições experimentais diversas, a confiabilidade dos resultados, a simplicidade de operação e o baixo custo.

Palavras-chave

Biomecânica, Morfologia Matemática, Reconstrução Tridimensional.

Abstract

This research consists of the conception and evaluation of a system for three-dimensional kinematic analysis of human movements, based on stereoscopic video registers. The guiding concept of the system is discussed and the developed computational environment presented. The problem of the human movement tracking in sequences of digital image is formulated using concepts of image processing, in particular mathematical morphology. The implemented method for reconstruction of space co-ordinates from projections is evaluated. The results obtained with the system were exemplified in gait analysis of two subjects. The main features of the proposed system are the independence in relation to dedicated hardware, the possibility to use passive and active markers under distinct experimental condition, the goodness of the results, the simplicity to operate and the low cost.

Keywords

Biomechanics, Mathematical Morphology, Three dimensional Reconstruction.
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Res. Biomed. Eng.

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