Inertialsensoren für
3D-Bewegungsanalysen

Technologie und Vorteile

Inertialsensor-Systeme sind eine moderne Alternative zu klassischen kamerabasierten Kinematik-/Bewegungsanalyse Systemen. Sie ermöglichen schnelle Messungen mit Echtzeitanalyse – und das ohne feste Installationen. Anwender können sich frei bewegen, etwa auf dem Sportplatz, im Labor oder am Arbeitsplatz.

Die Sensoren basieren auf IMU-Technologie (Inertial Measurement Unit) mit 3D-Akzelerometer, Gyroskop und Magnetometer. Durch fortschrittliche Fusionsalgorithmen werden präzise Orientierungs- und Gelenkwinkel berechnet. Der für den wissenschaftlichen und medizinischen Einsatz entwickelte Noraxon IMU-Sensor nutzt hierbei jeweils zwei Akzelerometer und Gyroskope (low & high range), um eine optimale Auslösung im Messbereich zu garantieren.

Flexible Konfiguration

Das System unterstützt 2 bis 16 Sensoren, wobei jeweils ein Rumpfsensor in die Auswahl inkludiert werden sollte. Die Sensoren lassen sich mit einem einfach anzulegenden Gurtsystem schnell befestigen und kommunizieren kabellos über WLAN mit der Software. Je nach Version misst das System mit 100 Hz oder 200 Hz. Zusätzlich kann ein Data Logger für Offline-Aufnahmen genutzt werden, sodass Messungen auch ohne PC möglich sind.

Das Noraxon Ultium Motion System verfügt über leistungsstarke Driftkorrektur-Routinen, die potentiell auftretende magnetische Interferenzen (Distortion) automatisch korrigieren. Dadurch kannst du das System problemlos auf dem Laufband oder in störanfälligen, distortionsbelasteten Räumen nutzen.

Messparameter und Analysen

Technologie der IMU-Sensoren

Die IMU-Sensoren erfassen direkt die räumlichen Orientierungswinkel jedes Sensors. Dabei werden die Daten mithilfe von Fusionsalgorithmen und Kalman-Filterung berechnet. Aus diesen Informationen erstellt das System ein individuell skalierbares Menschmodell, in dem die anatomischen Gelenkwinkel in 3D dargestellt werden.

Die typische Messgenauigkeit liegt bei ±1° für Vertikalwinkel (z. B. Extension/Flexion oder Add-/Abduktion) und ±2° für Horizontalwinkel (z. B. Rotationen). Zusätzlich messen die Sensoren die lineare Beschleunigung. So lassen sich Positionsverläufe und 3D-Trajektorien berechnen, wodurch Bewegungen in allen Raumrichtungen präzise nachvollzogen werden können.

Analyse von Gang und Lauf

Für Gang- und Laufanalysen ermittelt das System die Kontaktphasen der Füße, wodurch die räumlichen Bewegungen und Gangphasen nach J. Perry berechnet werden. Alle Daten werden anschließend in einem hochwertigen 3D-Skelettmodell (Avatar) visualisiert.

Erweiterte Nutzung für Spezialisten

Spezialisten können das System vom Quaternionen-Modus in den Rohdaten-Modus umschalten, so dass eigene Fusionsalgorithmen entwickelt werden können. Außerdem unterstützt das System die Kombination mit EMG, Video oder Kraft- und Drucksensoren, wodurch umfangreiche Analysen in Echtzeit möglich sind.

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Zusammenfassung

• Mobil einsetzbares Bewegungsanalyse-System

• Schnell und ökonomisch mit Echtzeitanalysen

• Flexible Konfiguration: 2 bis 16 Sensoren

• Hohe Messrate, Genauigkeit und Wissenschaftsqualität

• Optionaler Data Logger für Offline-Anwendungen

• Hohe magnetische Driftimmunität

• 3D Visualisierung via hochwertigem Skelettavatar

• Direkt koppelbar mit EMG, Kraft, Druck und Video

• Messprotokolle für Gang-, Lauf-, Sprung- und allgemeine Bewegungsanalyse

• Medizinprodukt