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분절각가속도와 관절각가속도의 추정

Body Segment and Joint Angular Acceleration Estimation

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주제분류체육

초록

관절각가속도는 관절을 교차하는 근육의 작용에 의해서 나타난다. 따라서 인체 운동의 역학적 분석에 있어관절각가속도는 근육의 작용을 알아보기 위한 기초적인 운동학적 변수이다. 이 연구의 목적은 마커의 위치가주어진 상태에서 두 분절의 각가속도를 최소제곱법에 의해서 추정하고 두 분절에 의해서 연결된 관절의 각가속도를계산하는 것이다. 이를 위해 인공적으로 생성된 자료에서 관절에 의해서 연결된 두 분절의 각가속도와 관절의각가속도를 계산하였다. 또한 실제 인체의 점프 동작에서 하퇴, 대퇴, 슬관절의 각속도와 각가속도를 구하였으며관절각가속도는 전역좌표계와 지역좌표계의 성분을 각각 구하였다. 실험결과 이 연구에서 제안된 방법이 gimbal lock을 포함한 여러 상황에서 타당하고 안정된 추정값을 보여주었고 실제 인체분석에 있어서도 타당한 결과를보여주었다. 이 연구에서 제안된 방법은 주요관심이 관절의 운동학적 분석일 경우 매우 유용하게 사용될 수있다.

Abstract

Joint angular acceleration mainly comes from the action of the muscles crossing the joint. It is,therefore, a very useful primary kinematic information on human joint movement analysis. The purpose of this study is to estimate angular accelerations of two segments linked by a joint and to calculate the joint angular acceleration under the given marker's position data. To the ends two experiments,simulation of a joint and knee joint motion in countermovement jump, were performed. From the experiments, the proposed method of this study showed valid and stable estimates of segment and joint angular acceleration in any circumstances including gimbal lock. If the main concern of the study is a joint kinematic analysis this method could be used with usefulness.

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