White Paper “Modellbildung und Extraktion von Merkmalen aus Bewegungssensordaten zur Laufstilanalyse”

Das vorliegende Whitepaper stellt ein modellbasiertes System zur Laufstilanalyse über an einem Probanden angebrachte Bewegungssensoren vor. Als Hauptanwendungsgebiet soll es zur Verletzungsprävention und zum Training von Läufern eingesetzt werden. Mit dem System soll eine mobile, kostengünstige und ortsungebundene Alternative zu kamerabasierten Motion Capturing Systemen geschaffen werden.

Kern des entwickelten Systems bildet ein mittels Mehrkörpersystem beschriebenes biomechanisches Menschmodell. Die Bewegungsdaten werden mittels Inertialsensordaten erfasst und auf das Modell übertragen. Um eine driftbehaftete doppelte Integration von Beschleunigungsdaten zu vermeiden, wird auf eine absolute Positionsbestimmung in der Ebene verzichtet und die vertikale Position auf Modellebene, über die Definition physikalischer Gesetzmäßigkeiten und Randbedingungen, bestimmt. Anhand der berechneten Modelldaten werden, neben diversen anderen, gängige Merkmale der Ganganalyse bestimmt.

Ein qualitativer Vergleich der generierten Daten mit Werten aus der Literatur zeigt, dass eine Laufstilanalyse mittels des erdachten Systems sehr gut vorstellbar ist. Der objektorientierte und modulare Aufbau des Systems sichert dessen Erweiterbarkeit und lässt Spielraum für zusätzliche Anwendungsgebiete. Vor allem die einfache Definition verschiedenster Modelle und entsprechender Sensor-Setups auf Anwenderseite machen das System außerordentlich flexibel.

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