英国考文垂大学使用Xsens作为其人体力学研究数据采集工具

2021-04-20 17:08:58 cathy

英国考文垂大学使用Xsens作为其人体力学研究数据采集工具

英国考文垂大学致力于研究和设计具有安全性和可用性的人体力学解决方案,他们的方案全部都是基于生物力学领域超新的科研项目进行的。

英国考文垂大学是考文垂地区较为出名的大学之一,拥有世界上超大的汽车设计课程,专门研究车辆的设计造型、车辆电气化、结构优化和轻量化、无线传感、车辆动力学和车辆安全等内容。

考文垂大学的首席讲师James Shippen在上述各个研究领域都有所涉及,另外他还研发了生物力学模型库。

虽然James Shippen的研究内容广泛,涉及众多领域,但其研究都与Xsens MVN息息相关。

通过使用Xsens惯性动作捕捉技术,Shippen的科研团队探索了新的领域,他们的科研成果也达到了以前不可企及的高度。

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十年人体力学研究

Shippen的生物力学模型库被称为'BoB'(Biomechanics of Bodies),可与动捕数据结合使用,该模型库能够自动计算各种活动中人体的负荷、能量消耗、反作用力、关节接触力等信息。

“我们的工作是分析动作和机制,这里的机制恰好是一个人。”Shippen说到,“简而言之,我们在使用工程原理分析相当复杂机制的运动,而我们之前对这一切并没有更加深入的理解。对研究人体运动而言,实际的研究内容有些让人惊讶,因为每一个人的生物力学模型都不一样,可研究的内容也太多了。BoB包含人体骨骼模型,肌肉模型和关节模型,这些模型可以帮助用户确定运动过程中身体发生的变化。Xsens MVN采集的数据将会被导入到BoB中,之后BoB模型会对这些数据进行分析。”

“关于生物力学模型库,我们已经开发了大约有十年的时间了。”Shippen说到,“我们让实验人员穿上Xsens动作捕捉服,做出一些特定的动作,具体动作取决于我们正在研究的内容。然后,我们把这些数据导入到BoB模型中,并将其作为软件的学习案例和开发数据。”在商业应用方面,BoB能够深入了解各种身体动作,例如:在汽车行业中人工操作车辆进出等。

不论用途是什么,BoB的核心作用是提供动作分析、并解决人体工程学问题,生成的数据有助于减轻或缓解导致该问题的原因。

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在真实环境中进行实验

在采用Xsens技术之前,Shippen的团队一直使用光学动作捕捉来追踪动作。但是,解决方案,之后出现了一些问题。

“在使用光学跟踪进行动作捕捉时,阳光会产生问题,随心所欲的运动也成为了问题。Xsens出现后,凭借其灵活性,我们可以做以前无法做到的科研内容。Xsens产品价格也是光学跟踪产品的三分之一。这对于我们双方来说是双赢。”Shippen说,“我们以前曾试图在实验室内用光学跟踪设备复现真实的环境,但这往往会扭曲结果,因为环境不够精确,而且设备价格昂贵。但自从使用Xsens MVN以后,我们的研究人员可以离开实验室并在任何地方实现动作捕捉,结果更快、更真实、更可靠。穿上Xsens动捕服,进行工作,有时几乎会忘记穿了这件动捕服。而与此同时,我们却能在桌旁源源不断地采集精确的动作数据。”

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Xsens为研究提供便利

作为人体工程学领域的领先学术机构,英国考文垂大学是Xsens新款 MVN的首批用户之一。

“收到超新测试版的MVN后,我们发现它更加优秀,校准对姿态或姿势的变化更先进。采集的数据更干净。因此我们可以把数据直接导入BoB进行分析。虽然不是实时获得结果,但我们正在不断接近实时采集数据。相比之下,光学动作捕捉设备则需要数天才能整理好。”

“Xsens改变了我们的世界,无论是后期处理的便捷性,还是其能应用于任何场景中的独立性。我们只是将BoB与Xsens联用就可以快速完成数据采集和分析工作。”Shippen说到。

在Xsens的帮助下BOB应用范围提升10倍

在以前,考文垂大学流动与运输中心必须先评估生物力学研究方案是否可行,然后才能对其进行发布。 现在,随着Xsens技术提供的易用性和移动性,情况得到了有效的改善。团队可以在各种的环境、行业和应用中采集运动数据,包括一些在采用Xsens技术之前永远不会涉及动作分析的领域。

“Xsens MVN让我们的用户更加多样,我们现在的客户对采矿业很感兴趣,而在该行业中光学捕捉技术是无法胜任的。Xsens为动作捕捉开辟了更多的应用条件,并将BoB的应用范围提升了10倍!”Shippen兴奋的说道。

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