• Регистрация видеоизображений с сохранением в виде файлов формата AVI без сжатия изображения;
• Запись и хранение миограммы, реакция опор (тензодинамография), параметров стабилометрии и сигналов с других типов измерительных устройств;
• Построение кинетограммы с наложением на видеоизображение;
• Автоматизированный поиск меток на видеоизображении;
• Расчет 3-х мерных координат объекта;
• Расчет различных биомеханических параметров: линейных и угловых перемещения звеньев тела, моментов в суставах, межсуставных силы, кинематики мышц нижних конечностей;
• Представление результатов в виде графиков с возможностью сохранения файлов формата TXT, MS Excel;
• Хранение информации в базе данных.

Рисунок 3 — Регистрация кинематики движений, электрической активности мышц нижних конечностей и реакции опоры

(представлена вертикальная составляющая реакции опоры) при прыжке вверх

1.3. Расширенные возможности оптико-электронного комплекса

«Видеоанализ-Биософт»

В некоторых видах спорта с большой длиной шага, таких как: конькобежный спорт, лыжи, тройной прыжок в легкой атлетике, прыжки в фигурном катании — поля видения двух камер недостаточно для регистрации внутрицикловой кинематики звеньев тела.

Специалистами НМФ «Биософт» разработан метод регистрации трехмерных координат сегментов тела человека в локомоциях с большой длиной шага. Этот метод был реализован при исследовании кинематики бега на коньках на прямой и по повороту.

Видеокамеры, располагали последовательно снаружи и вдоль беговой дорожки (общий вид методики представлен на рисунке 3). В отличие от легкоатлетических локомоций (бег, ходьба и прыжки) при беге на коньках имеют место значительные поперечные перемещения сегментов тела. По этой причине камеры устанавливали таким образом, чтобы каждая пара соседних камер образовывала бинокулярное поле (при бинокулярном поле объект съемки виден одновременно минимум двумя соседними камерами), что позволяет рассчитать для каждого маркера на теле спортсмена трехмерные координаты (принципиальная схема представлена на рисунке 4). Регистрацию кинематики осуществляли в видимом спектре с частотой 60-100 кадров в секунду. В связи аппаратными ограничениями по скорости передачи данных по портам типа 1394, максимальное число камер, подключенное к одному компьютеру не более 4-х. Управление камерами осуществляли с использованием локальной сети, состоящей из головного и подчиненного компьютеров. Камеры синхронизированы внешним триггером. Каждая пара камер образует бинокулярное поле видения размерами по вертикали и горизонтали около 3500 мм. Для перерасчета двумерных координат, зарегистрированных каждой камерой, используется алгоритм DLT.

Перед проведением эксперимента в каждое бинокулярное поле помещается тест-объект (рисунок 5). Вертикаль основной стойки тест-объекта контролируется отвесом, горизонтальное положение плеч тест-объекта выставляется водяным уровнем. Тест-обьекты по горизонтальным плечам выравниваются в одну линию. При таком способе калибровки камер отсутствует «смещение» координат при переходе из одной системы координат в другую.
Появляется
возможность зарегистрировать бинокулярное поле длиной более 10 м, что создает условия для регистрации кинематики бега на коньках;

Рисунок 3 — Аппаратная составляющая видеоанализирующего комплекса. Верхние фотографии — фрагменты экспериментального исследования бега на прямой и на повороте. Нижние фотографии — камеры Basler (1), средства освещения (2), генератор синхроимпульсов (3), компьютерная локальная сеть: головной (4) и подчиненный (5) компьютеры

Рисунок 4 — Принципиальная схема расположения камер и тест-объектов для исследования локомоций человека с большой длиной шага

Рисунок 5 — Верхние фотографии — положение тест-объекта при проведении биомеханических исследований на прямой и повороте; 1 — горизонтальный уровень (хорда), вдоль которого смещается тест-объект при калибровке бинокулярных полей на повороте. Нижние фотографии — выставление плеч тест-объекта по вертикали и горизонтали соответственно.