- Author
- Benoît Huyghe (UGent)
- Promoter
- Jan Doutreloigne (UGent) and Jan Vanfleteren (UGent)
- Organization
- Abstract
- De reconstructie van menselijke houding en het traceren van bewegingen kan in vele toepassingen worden gebruikt. Van animatie waar de bewegingen van acteurs kunnen gekoppeld worden aan een digitaal personage, tot revalidatie waar artsen na biomechanische analyse snel accurate diagnoses kunnen stellen. De snelle evolutie in de ontwikkeling van microsensoren en de opkomst van draadloze sensornetwerken hebben ertoe geleid dat draadloze nodes met verschillende sensoren hiervoor kunnen worden gebruikt. Door de informatie van deze sensoren te combineren is het immers mogelijk om absolute oriëntatie te berekenen. Eens deze informatie van elk lichaamsdeel bekend is, kan de volledige houding gereconstrueerd worden. In dit onderzoek werd een inertieel traceringssysteem ontwikkeld waarbij, in tegenstelling tot commerciële oplossingen, geen gyroscopen werden gebruikt. De sensor nodes worden enkel voorzien van accelerometers en magnetometers. Computer software implementeert het traceringssalgoritme en visualiseert de gereconstrueerde menselijke houding. Ingebedde software bepaalt dan weer de werking van de nodes en implementeert een draadloos protocol op maat dat toelaat om de informatie van verschillende nodes te ontvangen. De werking van het volledige systeem werd gevalideerd aan de hand van experimenten waarbij de houding van een persoon werd gevolgd.
- Human posture reconstruction and motion tracking is of interest for many different applications. From animation where captured motion sequences from actors can be mapped to a digital character in order to obtain a realistic visualization, to revalidation, where biomechanical analysis enables physicians to determine which exercises should be executed for a better and faster recovery. The combination of the increasingly fast evolution in the development of micromachined and the rise of wireless sensor networks as a distributed solution has allowed inertial sensors to become a fast emerging technology for orientation tracking. Sensor nodes equipped with accelerometers, magnetometers and gyroscopes supply three dimensional readings that can be used to determine driftfree absolute orientation. By approximating the human body by a set of rigid structures interconnected by joints, posture reconstruction is made possible when each of the individual bodyparts is equipped with a sensor node. In this work, an inertial tracking system was developed where, contrast to commercial applications, no gyroscopes were included. The sensor nodes were only equipped with accelerometers and magnetometers. Computer software implements the tracking algorithm and visualizes the reconstructed human posture. Embedded software determines the functionality of the nodes and implements a fully custom wireless protocol that allows to receive information from several nodes. The functionality of the entire system was validated by conducting full body tracking experiments.
- Keywords
- Posture Tracking, Wireless Ad Hoc Network, Kalman Filter, Sensor Nodes
Downloads
-
PhD BH Published.pdf
- full text
- |
- open access
- |
- |
- 9.56 MB
Citation
Please use this url to cite or link to this publication: http://hdl.handle.net/1854/LU-1942383
- MLA
- Huyghe, Benoît. Design and Implementation of a Mobile Sensor System for Human Posture Tracking. Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture, 2011.
- APA
- Huyghe, B. (2011). Design and implementation of a mobile sensor system for human posture tracking. Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture, Ghent, Belgium.
- Chicago author-date
- Huyghe, Benoît. 2011. “Design and Implementation of a Mobile Sensor System for Human Posture Tracking.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture.
- Chicago author-date (all authors)
- Huyghe, Benoît. 2011. “Design and Implementation of a Mobile Sensor System for Human Posture Tracking.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture.
- Vancouver
- 1.Huyghe B. Design and implementation of a mobile sensor system for human posture tracking. [Ghent, Belgium]: Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture; 2011.
- IEEE
- [1]B. Huyghe, “Design and implementation of a mobile sensor system for human posture tracking,” Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture, Ghent, Belgium, 2011.
@phdthesis{1942383,
abstract = {{De reconstructie van menselijke houding en het traceren van bewegingen kan in vele toepassingen worden gebruikt. Van animatie waar de bewegingen van acteurs kunnen gekoppeld worden aan een digitaal personage, tot revalidatie waar artsen na biomechanische analyse snel accurate diagnoses kunnen stellen. De snelle evolutie in de ontwikkeling van microsensoren en de opkomst van draadloze sensornetwerken hebben ertoe geleid dat draadloze nodes met verschillende sensoren hiervoor kunnen worden gebruikt. Door de informatie van deze sensoren te combineren is het immers mogelijk om absolute oriëntatie te berekenen. Eens deze informatie van elk lichaamsdeel bekend is, kan de volledige houding gereconstrueerd worden.
In dit onderzoek werd een inertieel traceringssysteem ontwikkeld waarbij, in tegenstelling tot commerciële oplossingen, geen gyroscopen werden gebruikt. De sensor nodes worden enkel voorzien van accelerometers en magnetometers. Computer software implementeert het traceringssalgoritme en visualiseert de gereconstrueerde menselijke houding. Ingebedde software bepaalt dan weer de werking van de nodes en implementeert een draadloos protocol op maat dat toelaat om de informatie van verschillende nodes te ontvangen. De werking van het volledige systeem werd gevalideerd aan de hand van experimenten waarbij de houding van een persoon werd gevolgd.}},
author = {{Huyghe, Benoît}},
isbn = {{9789085784579}},
keywords = {{Posture Tracking,Wireless Ad Hoc Network,Kalman Filter,Sensor Nodes}},
language = {{eng}},
pages = {{XXIX, 336}},
publisher = {{Ghent University. Faculty of Engineering and Architecture}},
school = {{Ghent University}},
title = {{Design and implementation of a mobile sensor system for human posture tracking}},
year = {{2011}},
}