WO1999067746A1 - Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos - Google Patents

Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos Download PDF

Info

Publication number
WO1999067746A1
WO1999067746A1 PCT/ES1998/000183 ES9800183W WO9967746A1 WO 1999067746 A1 WO1999067746 A1 WO 1999067746A1 ES 9800183 W ES9800183 W ES 9800183W WO 9967746 A1 WO9967746 A1 WO 9967746A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movement
analysis
information
bodies
objects
Prior art date
Application number
PCT/ES1998/000183
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Yarzabal Echeveste
Original Assignee
Sports Training Technologies, S.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sports Training Technologies, S.L. filed Critical Sports Training Technologies, S.L.
Priority to PCT/ES1998/000183 priority Critical patent/WO1999067746A1/es
Priority to AU77682/98A priority patent/AU7768298A/en
Publication of WO1999067746A1 publication Critical patent/WO1999067746A1/es

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/36—Training appliances or apparatus for special sports for golf
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/806—Video cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/807—Photo cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/18—Training appliances or apparatus for special sports for skiing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/38—Training appliances or apparatus for special sports for tennis

Definitions

  • the present invention a perfected system for the capture, analysis and representation of the movement of bodies and objects, consists of a novel system that allows the graphic capture of bodies and objects in motion, proceeding to its kinematic and dynamic analysis, and the subsequent representation of the results obtained, in different graphic ways.
  • the applications of the present invention will be varied, being able to highlight those of the sports field and those of medical use, for example, for the improvement of sports techniques or for the analysis of prosthetic behaviors.
  • the present invention will be of fundamental interest to the sector of the electronic and computer industry in general.
  • the State of the art, for this type of systems could be considered to be defined by the video camera and the sophisticated image processing equipment associated with them. Since the dissemination of this type of equipment, mainly through video cameras, the use of these devices for the analysis of moving bodies and objects has been popularized, in a wide variety of applications.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Detection and correction of defective movements from the point of view of different sports techniques, such as tennis, the gulf, skiing, for example.
  • the capacity of the system is enhanced, thanks to the automation and integration of the processes of capture, analysis and representation of results, the ability to operate in ambient conditions and outdoor lighting, the ability to obtain kinematic information and dynamics of any mechanism, to the possibility of diagnosing changes in design variables, in order to improve the behavior, by incorporating a very intuitive and interactive management design within the reach of a non-specialized user, and when making a design that allows the autonomous operation and with conventional electronic elements (standard computers) of the interpretation and sample results component.
  • the present perfected system for analysis of the movement of bodies and objects integrates in the same process different equipment and components with interrelated functions that allow analyzing the movement of a body or object, reaching a representation of results adapted to the specific function to which it is applied.
  • Said teams and functions defined in the present system can be classified in the following five stages: motion capture; conversion of information to digital format; interpretation of the information; information analysis and obtaining kinematic and dynamic results; and finally representation of results.
  • the first stage of the present system perfected for the analysis of the movement of bodies and objects, relative to the capture of the movement basically consists of a set of video cameras, the number can be variable, between 2 and 5, depending on the complexity of the movement to register and analyze.
  • the number can be variable, between 2 and 5, depending on the complexity of the movement to register and analyze.
  • the present system will incorporate cameras of special characteristics, either in relation to its resolution (number of pixels per frame ) either in relation to the shutter speed, that is the recording speed in ⁇ s (frames per second).
  • infrared filters can be used to capture outdoor movements, which in combination with special infrared light bulbs allow to focus the capture of the movement of the cameras at certain points, highlights from the rest, through markers that exclusively reflect infrared light.
  • markers are small spheres or ribbons with infrared reflective material that are fixed to the body or object whose movement is intended to be studied. The position of these markers must be defined according to the kinematic and dynamic model of the object to be studied.
  • the cameras are synchronized and their performance coordinated by the system itself, through the use of electronic control means or through the joint use of a synchronizing event (pendulum movement or light beam at a predetermined and known frequency) together with a computer program that allows you to detect the moment at which each camera is recording depending on the event.
  • a synchronizing event pendulum movement or light beam at a predetermined and known frequency
  • the arrangement of the indicated elements is a function of a specific analysis procedure, which contemplates the characteristics of the object to be analyzed and the movement it performs. Also, the aforementioned elements are incorporated into a structure specific support for each case. In the same way, each camera will have a variable range of positions.
  • the second stage of this perfected system for analysis of the movement of bodies and objects, related to the conversion of information to digital format, is composed of hardware devices called framegrabers, which collect the images from the cameras, converting them to digital information susceptible to be processed Each frame comprises a variety of registers (pixels, color attributes, brightness, etc.), and the number of framegrabers to be used depends on each specific case.
  • the data generated in the previous stage is processed by mathematical search algorithms, implanted in the system software, which interprets the digital information by locating the markers between all the points.
  • the aforementioned algorithms take into account the evolution of the successive frames and the kinematic model of the object analyzed.
  • the two-dimensional images corresponding to the frames are by means of a mathematical reconstruction algorithm, recreated three-dimensionally.
  • the last stage of the system perfected for the analysis of the movement of bodies and objects consists in the representation of the results, a task coordinated by a software of representation of the movement, whose objective is to facilitate the interpretation of the results, allowing a representation in a way Interactive and graphic.
  • all this information corresponding to the collection of data and its subsequent kinematic and dynamic analysis can be stored by computer means, such as CDROM, or transferred to other systems.
  • the described invention a perfected system for analysis of the movement of bodies and objects, allows advantageously compared to other alternative systems to perform a kinematic and dynamic analysis, and subsequent representation of the results, of the movement of bodies and objects in motion , its applications being very varied, highlighting those of sports and medical use.
  • the improvements in the system perfected for analysis of the movement of bodies and objects are constituted by the creation of an original and novel process, which is described below, in which different equipment and components are integrated with interrelated functions to analyze the movement of a body or object, representing the results according to each specific application.
  • the aforementioned process consists of five stages: motion capture; conversion of information to digital format; interpretation of the information; information analysis and obtaining kinematic and dynamic results; and finally representation of results.
  • the first stage (1) -capture of the movement- consists in the recording of the movement to be analyzed by a set of video cameras, being able to be variable, between 2 and 5, thanks to a modular configuration of the image shots, in correspondence with The analysis software configuration.
  • These cameras may be of special characteristics, in relation to their resolution and shutter speed, depending on the application, as well as their optics, which may use infrared filters for, in combination with special sources of infrared light, capture the movement of certain points, by means of markers that exclusively reflect said type of infrared light, which consist of small spheres or bands with infrared reflective material fixed to the body or object in motion. The position of these markers is defined according to the kinematic and dynamic model of the object to be studied.
  • a calibration object of predetermined dimensions is used, which by means of a mathematical algorithm allows to determine the respective positions of each of the cameras, this system contemplating the characteristics of the object to be analyzed and the movement it performs.
  • the second stage of this perfected system for analysis of the movement of bodies and objects, related to the conversion of information to digital format (2), is composed of devices called framegrabers, which collect the images and convert them to digital information that can be processed, depending on the number of this type of elements of each specific case.
  • the data generated is processed through mathematical search algorithms, implanted in the system, taking into account the evolution of the frames and the kinematic model of the object analyzed.
  • step (4) of information analysis and obtaining kinematic and dynamic results consisting of a modeling of the kinematic and dynamic parameters of the observed object, through complex mathematical simulation algorithms, implanted in the system .
  • the position of points not captured by the cameras is deduced by the kinematic model, as well as corrections of measurements made, avoiding measurement errors due to interference or other causes.
  • the last stage (5) of the perfected system for the analysis of the movement of bodies and objects consists in the representation of the results, a task executed by a movement representation software, to facilitate the interpretation of the results, allowing an interactive and graphic representation.
  • the above information may be stored or transferred through the registration and communications elements incorporated in the perfected system for the analysis of the movement of bodies and objects.
  • shape, materials and dimensions may be variable and in general, everything that is accessory and secondary, provided that it does not alter, changes or modifies the essentiality of the improvements that have been described.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

Procedimiento de captura, análisis y representación del movimiento de cuerpos y objetos, compuesto de cinco etapas: grabación (1) con dos o mas cámaras de video; conversion (2) de la señal de video a formato digital mediante 'frame grabbers'; procesamiento (3) de los datos de imagen para reconocer y reconstruir el cuerpo u objeto en estudio; cálculo (4) de parámetros cinemáticos y dinámicos del movimiento mediante algoritmos de simulación; y representación (5) gráfica e interactiva de los resultados. Si la grabación se realiza al aire libre, se colocan sobre el objeto cintas o esferas reflectantes y se ilumina la escena con focos de luz infrarroja. La posición de cada cámara se calibra colocando en la escena un objeto de dimensiones predeterminadas. El algoritmo de procesamiento localiza los marcadores en la imagen y reconstruye las tres dimensiones del objeto.

Description

PROCEDIMIENTO DE CAPTURA, ANÁLISIS Y REPRESENTACIÓN DEL MOVIMIENTO DE CUERPOS Y OBJETOS
La presente invención, sistema perfeccionado para la captura, análisis y representación del movimiento de cuerpos y objetos, consiste en un novedoso sistema que permite la captura gráfica de cuerpos y objetos en movimiento, procediendo a su análisis cinemático y dinámico, y la posterior representación de los resultados obtenidos, en distintas maneras gráficas. Las aplicaciones de la presente invención serán variadas, pudiéndose destacar las de ámbito deportivo y las de uso médico, por ejemplo, para perfeccionamiento de técnicas deportivas o para análisis de comportamientos de prótesis. Dada la estructura necesaria para el desarrollo del presente sistema, la presente invención será de interés fundamentalmente para el sector de la industria electrónica e informática en general. El Estado de la técnica, para este tipo de sistemas, se podría considerar que viene definido por la cámara de vídeo y los sofisticados equipos de tratamiento de imagen asociados a las mismas. Desde la difusión de este tipo de equipos, fundamentalmente mediante cámaras de vídeo, se ha popularizado en cierta medida el uso de estos aparatos para el análisis de los cuerpos y objetos en movimiento, en una amplia variedad de aplicaciones.
Por ejemplo, en aplicaciones deportivas, es frecuente el uso de filmaciones en vídeo para analizar el comportamiento dinámico y cinético de los deportistas, para
HOJA SUSTITUTORIA (REGLA 26) detección y corrección de movimientos defectuosos desde el punto de vista de las distintas técnicas deportivas, como el tenis, el golfo el esquí, por ejemplo.
Asimismo, el recurso de proceder al análisis de cuerpos y objetos en movimiento, aparece con frecuencia en multitud de análisis de tipo industrial, donde se estudia el comportamiento de la evolución de procesos industriales o se analiza el comportamiento de determinados materiales ante ciertas condiciones.
Por otra parte, también en aplicaciones de tipo médico, principalmente aquellas relacionadas con el desarrollo y la implantación de prótesis, es necesario proceder al análisis del comportamiento cinético y dinámico de estas. En estas aplicaciones, descritas a título de ejemplo, se combina la utilización de equipos de carácter gráfico, como los aludidos equipos de vídeo, con otros de análisis de tipo informático, capaces de procesar imágenes.
Sin embargo, el presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, integra en un mismo sistema un conjunto de equipos en etapas interrelacionadas, de manera que frente a otras alternativas conocidas en el Estado de la
Técnica, se potencia la capacidad del sistema, gracias a la automatización e integración de los procesos de captura, análisis y representación de resultados, a la capacidad de funcionamiento en condiciones ambientales y de iluminación al aire libre, a la capacidad de obtención de información cinemática y dinámica de cualquier mecanismo, a la posibilidad de diagnóstico de cambios en variables de diseño, con objeto de perfeccionar el comportamiento, al incorporar un diseño de manejo muy intuitivo e interactivo al alcance de un usuario no especializado, y al realizar un diseño que permite el funcionamiento autónomo y con elementos electrónicos convencionales (ordenadores estándares) de la componente de interpretación y muestra de resultados.
Por todo esto, el presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, que se describe a continuación, integra en un mismo proceso a distintos equipos y componentes con funciones interrelacionadas que permiten analizar el movimiento de un cuerpo u objeto, llegando a una representación de resultados adaptada a la función concreta a la que sea aplicado. Dichos quipos y funciones definidas en el presente sistema, pueden clasificarse en las cinco etapas siguientes: captura del movimiento; conversión de la información a formato digital; interpretación de la información; análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos; y finalmente representación de resultados.
La primera etapa del presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, relativa a la captura del movimiento, consiste fundamentalmente en un conjunto de cámaras de vídeo, pudiendo el numero ser variable, entre 2 y 5, en función de la complejidad del movimiento a registrar y analizar. Así, a título e ejemplo, para el análisis de un swing completo de golf, es necesario la utilización de hasta cinco cámaras para poder captar los diferentes detalles de este complejo movimiento, sin que exista una regla única a este respecto.
Asimismo, en circunstancias en que se vayan a analizar movimientos especialmente rápidos, por ejemplo en deportes de impacto, donde se golpea violentamente una pelota, el presente sistema incorporará cámaras de características especiales, ya sea en relación a su resolución (número de pixels por frame) ya sea en relación a la velocidad de obturación, es decir la velocidad de grabación en φs (frames por segundo).
La óptica de las cámaras también se selecciona en función del movimiento a capturar, pudiendo utilizarse filtros infrarrojos para captar movimientos al aire libre, los cuales en combinación con focos especiales de luz infrarroja permiten centrar la captura del movimiento de las cámaras en determinados puntos, destacados del resto, mediante unos marcadores que reflejan exclusivamente luz infrarroja. Dichos marcadores son pequeñas esferas o cintas con material reflectante infrarrojo que se fijan al cuerpo u objeto cuyo movimiento se pretende estudiar. La posición de dichos marcadores deberá definirse en función del modelo cinemático y dinámico del objeto a estudiar.
En todos estos casos, las cámaras son sincronizadas y su actuación coordinadas por el propio sistema, mediante el empleo de medios de control electrónicos o mediante el empleo conjunto de un evento sincronizante (movimiento de péndulo o haz luminosos a una frecuencia prefijada y conocida) junto con un programa informático que permite detectar el instante en que está registrando cada cámara en función el evento.
Por otra parte, antes de poner el sistema en funcionamiento es necesario calibrar la posición de cada cámara a los efectos de definir sus posiciones relativas, tarea que se realiza de manera automática mediante un objeto de calibración, consistente en un objeto de dimensiones predeterminadas, que al ser registrado, permite mediante un algoritmo matemático determinar las posiciones respectivas de cada una de las cámaras.
La disposición de los elementos indicados es función de un procedimiento específico de análisis, que contempla las características del objeto a analizar y del movimiento que realiza. Asimismo, los citados elementos se incorporan a una estructura soporte específica para cada caso. De la misma manera, cada cámara dispondrá de un rango de posiciones variable.
La segunda etapa del presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, relativa a la conversión de la información a formato digital, está compuesta por dispositivos de hardware denominados framegrabers, que recogen las imágenes de las cámaras, convirtiéndolas a información digital susceptible de ser procesada. Cada fotograma comprende una variedad de registros (pixels, atributos de color, brillo, etc.), y el número de framegrabers a emplear depende de cada caso concreto. En la siguiente etapa -interpretación de la información-, se procesan los datos generados en la etapa anterior mediante algoritmos matemáticos de búsqueda, implantados en el software del sistema, el cual interpreta la información digital localizando entre todos los puntos a los marcadores. Asimismo, los citados algoritmos tienen en cuenta la evolución de los sucesivos fotogramas y el modelo cinemático del objeto analizado. Así, las imágenes bidimensionales correspondientes a los fotogramas son mediante un algoritmo matemático de reconstrucción, recreadas tridimensionalmente.
A continuación, el proceso continua con una etapa de análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos, consistente en una modelización de los parámetros cinemáticos (magnitudes dimensionales y distancias) y dinámicos (fuerzas y momentos de inercia) de cualquier parte del objeto observado, mediante complejos algoritmos matemáticos de simulación, implantados en el software del sistema, existiendo aplicaciones específicas de simulación cinemática, dinámica directa y dinámica inversa, para la resolución de diferentes problemas. El modelo cinemático que incorpora el sistema es de especial interés para deducir la posición de puntos no captados por las cámaras, así como para corrección de mediciones realizadas, evitando efectos anómalos causados por errores de medición en el equipo tipo interferencias.
Finalmente, la ultima etapa del sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos consiste en la representación de los resultados, tarea coordinada por un software de representación del movimiento, cuyo objetivo consiste en facilitar la interpretación de los resultados, permitiendo una representación de manera interactiva y gráfica. Además, toda esta información correspondiente a la captación de datos y su posterior análisis cinemático y dinámico, puede ser almacenada por medios informáticos, como CDROM, o transferida a otros sistemas.
Por todo esto, la descrita invención, sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, permite de manera ventajosa respecto a otros sistemas alternativos realizar un análisis cinemático y dinámico, y posterior representación de los resultados, del movimiento de cuerpos y objetos en movimiento, siendo sus aplicaciones muy variadas, destacando las de ámbito deportivo y las de uso médico.
A continuación, se hará una detallada descripción del sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos que se presenta como objeto de la presente invención, con referencia al plano que se acompaña, en el que se representa, a simple título de ejemplo, no limitativo, una forma preferente de realización susceptible de todas aquellas variaciones de detalle que no supongan una alteración fundamental de las características esenciales de sus perfeccionamientos. En dicho plano se ilustra: En la figura 1 : Vista del diagrama de bloques de las diferentes etapas del presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos.
Según el ejemplo de ejecución representado, los perfeccionamientos en el sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, están constituidos por la creación de un original y novedoso proceso, que se describe a continuación, en el que se integran distintos equipos y componentes con funciones interrelacionadas para analizar el movimiento de un cuerpo u objeto, representando los resultados en función de cada concreta aplicación. El proceso antes referido, se compone de cinco etapas: captura del movimiento; conversión de la información a formato digital; interpretación de la información; análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos; y finalmente representación de resultados.
La primera etapa (1) -captura del movimiento- consiste en la grabación del movimiento a analizar mediante un conjunto de cámaras de vídeo, pudiendo ser variable, entre 2 y 5, gracias a una configuración modular de las tomas de imagen, en correspondencia con la configuración del software de análisis. Dichas cámaras podrán ser de características especiales, en relación a su resolución y a la velocidad de obturación, en función de la aplicación, así como la óptica de las mismas, que podrá utilizar filtros infrarrojos para, en combinación con focos especiales de luz infrarroja, capturar el movimiento de determinados puntos, mediante unos marcadores que reflejan exclusivamente dicho tipo de luz infrarroja, los cuales consisten en pequeñas esferas o cintas con material reflectante infrarrojo fijadas al cuerpo u objeto en movimiento. La posición de dichos marcadores se define en función del modelo cinemático y dinámico del objeto a estudiar. Para calibrar la posición de cada cámara se utiliza un objeto de calibración, de dimensiones predeterminadas, que mediante un algoritmo matemático permite determinar las posiciones respectivas de cada una de las cámaras, contemplando este sistema las características del objeto a analizar y del movimiento que realiza. La segunda etapa del presente sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, relativa a la conversión de la información a formato digital (2), está compuesta por dispositivos denominados framegrabers, que recogen las imágenes y las convierten a información digital susceptible de ser procesada, dependiendo el número de este tipo de elementos de cada caso concreto. En la siguiente etapa (3) -interpretación de la información-, se procesan los datos generados mediante algoritmos matemáticos de búsqueda, implantados en el sistema, teniendo en cuenta la evolución de los fotogramas y el modelo cinemático del objeto analizado.
A continuación, el proceso continua con una etapa (4) de análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos, consistente en una modelización de los parámetros cinemáticos y dinámicos del objeto observado, mediante complejos algoritmos matemáticos de simulación, implantados en el sistema. Asimismo, mediante el modelo cinemático se deduce la posición de puntos no captados por las cámaras, así como se realizan correcciones de mediciones realizadas, evitando errores de medición por interferencias u otras causas.
Finalmente, la ultima etapa (5) del sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos consiste en la representación de los resultados, tarea ejecutada por un software de representación del movimiento, para facilitar la interpretación de los resultados, permitiendo una representación interactiva y gráfica. Además, la información anterior, podrá ser almacenada o transferida mediante los elementos de registro y comunicaciones que incorpora el sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos.
Finalmente, la forma, materiales y dimensiones podrán ser variables y en general, todo cuanto sea accesorio y secundario, siempre que no altere cambie o modifique la esencialidad de los perfeccionamientos que se han descrito.

Claims

REΓVINDICACIONES
Ia.- Sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cualquier cuerpo u objeto, no limitado al cuerpo humano, constituidos por la creación de un novedoso proceso, en el que se integran distintos equipos y componentes interrelacionados entre sí para análisis el movimiento de un cuerpo u objeto, caracterizado por estar compuesto, dicho proceso, de cinco etapas principales: captura del movimiento; conversión de la información a formato digital; interpretación de la información; análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos; y finalmente representación de resultados; comenzando el proceso con la primera etapa (1) -captura del movimiento- que comprende la grabación mediante un conjunto de cámaras de vídeo, del movimiento a analizar, en correspondencia con la configuración de un software de análisis; continuando el proceso con una segunda etapa de conversión de la información a formato digital (2), compuesta por dispositivos denominados framegrabers; consistiendo la tercera etapa (3) - interpretación de la información-, en un procesamiento de los datos generados mediante algoritmos matemáticos de búsqueda relacionados con la evolución de los fotogramas y el modelo cinemático del objeto analizado; consistiendo la cuarta etapa (4) de análisis de la información y obtención de resultados cinemáticos y dinámicos, en una modelización de los parámetros cinemáticos y dinámicos del objeto observado, mediante complejos algoritmos matemáticos de simulación y acabando finalmente el proceso mediante una etapa (5) consiste en la representación de los resultados, mediante un software de representación del movimiento, de manera interactiva y gráfica, así como generación de información de optimización de las variables de diseño. 2a.- Sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, según primera reivindicación, caracterizado porque las citadas cámaras incorporadas al sistema podrán ser de características especiales, en relación a su resolución y a la velocidad de obturación, en función de la aplicación, así como la óptica de las mismas, pudiendo utilizar filtros infrarrojos en combinación con focos especiales de luz infrarroja, para captura del movimiento de determinados puntos, con la ayuda de marcadores que reflejan exclusivamente dicho tipo de luz infrarroja, consistentes en pequeñas esferas o cintas con material reflectante infrarrojo fijadas al cuerpo u objeto en movimiento, definiendo la colocación de dichos marcadores en función del modelo cinemático y dinámico del objeto de estudio, permitiendo la realización de diseños y configuracionesespecíficas para el análisis a muy bajo coste y en condiciones ambientales y de iluminación al aire libre fuera de estudio.
3a.- Sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, según anteriores reivindicaciones, caracterizado porque dispone de un sistema de control basado en un algoritmo matemático que en combinación con un objeto de calibración, de dimensiones predeterminadas, facilita la calibración de la posición de cada cámara de manera automática. 4a.- Sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, según anteriores reivindicaciones, caracterizado porque emplea en su diseño componentes electrónico estándares que reducen el coste del sistema.
5a.- Sistema perfeccionado para análisis del movimiento de cuerpos y objetos, según anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la información adquirida y generada durante el proceso podrá ser almacenada o transferida mediante los elementos de registro y comunicaciones incorporados al sistema, elementos totalmente convencionales (CD-Rom, Diskettes) y procesada, analizada y mostrada de forma autónoma al sistema de captura, en computadores convencionales.
PCT/ES1998/000183 1998-06-24 1998-06-24 Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos WO1999067746A1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES1998/000183 WO1999067746A1 (es) 1998-06-24 1998-06-24 Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos
AU77682/98A AU7768298A (en) 1998-06-24 1998-06-24 Method for capturing, analyzing and representing the movement of bodies and objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES1998/000183 WO1999067746A1 (es) 1998-06-24 1998-06-24 Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999067746A1 true WO1999067746A1 (es) 1999-12-29

Family

ID=8302588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES1998/000183 WO1999067746A1 (es) 1998-06-24 1998-06-24 Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU7768298A (es)
WO (1) WO1999067746A1 (es)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001073689A2 (en) * 2000-03-27 2001-10-04 Massachusetts General Hospital Method and system for viewing kinematic and kinetic information
WO2005093659A1 (es) * 2004-03-23 2005-10-06 Universidad De Zaragoza Sistema portátil para captura y análisis tridimensional del movimiento humano en puestos de trabajo
US7945641B2 (en) 2000-03-24 2011-05-17 Mobile2Web(US) S.A. Method and apparatus of triggering a transfer of data stored in a database
ES2388964A1 (es) * 2011-03-22 2012-10-22 Servicio Andaluz De Salud Dispositivo y método de captura y análisis de movimiento

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992003801A1 (en) * 1990-08-24 1992-03-05 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method and apparatus for detecting and quantifying motion of a body part
WO1994020020A1 (en) * 1993-03-01 1994-09-15 Orthotics Limited Improvements relating to foot orthoses
EP0704715A1 (en) * 1994-09-30 1996-04-03 Acushnet Company Monitoring systems to measure and display flight characteristics of moving sports object
US5625577A (en) * 1990-12-25 1997-04-29 Shukyohojin, Kongo Zen Sohonzan Shorinji Computer-implemented motion analysis method using dynamics
WO1997028856A1 (en) * 1996-02-12 1997-08-14 Golf Age Technologies Golf driving range distancing apparatus and methods
WO1997036147A1 (en) * 1996-03-28 1997-10-02 Synthonics Incorporated Methods and apparatus for using image data to determine camera location and orientation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992003801A1 (en) * 1990-08-24 1992-03-05 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method and apparatus for detecting and quantifying motion of a body part
US5625577A (en) * 1990-12-25 1997-04-29 Shukyohojin, Kongo Zen Sohonzan Shorinji Computer-implemented motion analysis method using dynamics
WO1994020020A1 (en) * 1993-03-01 1994-09-15 Orthotics Limited Improvements relating to foot orthoses
EP0704715A1 (en) * 1994-09-30 1996-04-03 Acushnet Company Monitoring systems to measure and display flight characteristics of moving sports object
WO1997028856A1 (en) * 1996-02-12 1997-08-14 Golf Age Technologies Golf driving range distancing apparatus and methods
WO1997036147A1 (en) * 1996-03-28 1997-10-02 Synthonics Incorporated Methods and apparatus for using image data to determine camera location and orientation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7945641B2 (en) 2000-03-24 2011-05-17 Mobile2Web(US) S.A. Method and apparatus of triggering a transfer of data stored in a database
USRE43284E1 (en) 2000-03-24 2012-03-27 Mobile2Web (Us) S.A. Method of triggering a transfer of data stored in a database
WO2001073689A2 (en) * 2000-03-27 2001-10-04 Massachusetts General Hospital Method and system for viewing kinematic and kinetic information
WO2001073689A3 (en) * 2000-03-27 2003-01-16 Massachusetts Gen Hospital Method and system for viewing kinematic and kinetic information
WO2005093659A1 (es) * 2004-03-23 2005-10-06 Universidad De Zaragoza Sistema portátil para captura y análisis tridimensional del movimiento humano en puestos de trabajo
ES2255384A1 (es) * 2004-03-23 2006-06-16 Universidad De Zaragoza Sistema portatil para captura y analisis tridimensional del movimiento humano en puestos de trabajo.
ES2388964A1 (es) * 2011-03-22 2012-10-22 Servicio Andaluz De Salud Dispositivo y método de captura y análisis de movimiento

Also Published As

Publication number Publication date
AU7768298A (en) 2000-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101292255B (zh) 三维成像中的人工痕迹消除
US20210124917A1 (en) Method for automatically generating hand marking data and calculating bone length
CN103307975B (zh) 模型生成设备和方法以及信息处理设备和方法
ES2812578T3 (es) Estimación de una postura basada en la silueta
US11380056B2 (en) 3D object acquisition method and apparatus using artificial light photograph
CN109416744A (zh) 改进的相机校准系统、目标和过程
US11386578B2 (en) Image labeling system of a hand in an image
CN108926355A (zh) 用于站立对象的x射线系统和方法
US20150097937A1 (en) Single-camera motion capture system
US20030202120A1 (en) Virtual lighting system
ES2626301T3 (es) Procedimiento y equipo de procesamiento de imágenes para determinar los parámetros de una cámara
AU2024201887A1 (en) System and method of capturing and generating panoramic three-dimensional images
CN110910506B (zh) 基于法线检测的三维重建方法、装置、检测装置及系统
US10650584B2 (en) Three-dimensional modeling scanner
CN110544278B (zh) 刚体运动捕捉方法及装置、agv位姿捕捉系统
CN112416133A (zh) 手部动作捕捉方法、装置、电子设备及存储介质
Krska et al. Double your corners, double your fun: the doorway camera
WO1999067746A1 (es) Procedimiento de captura, analisis y representacion del movimiento de cuerpos y objetos
CN114972645A (zh) 一种三维重建方法、装置、计算机设备及存储介质
TWM610371U (zh) 動作識別系統
WO2023097773A1 (zh) 步态分析方法、装置、设备及存储介质
Drewniok et al. High-precision localization of circular landmarks in aerial images
CN108876891B (zh) 人脸图像数据采集方法及人脸图像数据采集装置
CN114909999A (zh) 一种基于结构光的三维测量系统及方法
Koch et al. Hardware design and accurate simulation for benchmarking of 3D reconstruction algorithms

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA