Bewegungsanalyse

IAD Header allgemein

Bewegungsanalyse

Motion-Sensor
Ansicht Motion-Sensoren

Einführung

Bewegungsanalysen können für eine Vielzahl von Untersuchungen in der Praxis und im Labor verwendet werden, so z.B. zur Erfassung von Körperhaltungen & Bewegungen im Rahmen einer Belastungs-/Risikobewertung eines Arbeitsplatzes oder zur Prozessanalyse von Tätigkeiten. Zur Erhebung von Bewegungsdaten wurden in der Vergangenheit am IAD APAS- und Zebris-Systeme verwendet. Diese entsprechen nicht dem heutigen Stand der Technik. Deshalb wird derzeit am IAD das Captiv-System der Firma TEA verwendet (teaergo.com).

Das IAD besitzt hierzu insgesamt 15 Motion-Sensoren, mit denen sich die Bewegungen sowohl des gesamten menschlichen Körpers als auch separate Teile (z.B. Oberkörper, obere / untere Extremitäten) erfassen und aus ergonomischer Sicht analysieren lassen.

Neben der Erhebung von Bewegungsdaten ermöglicht das Captiv-System zudem die zeitsynchrone Erhebung von EMG-, EKG-, Beschleunigungs- und Kraftdaten durch entsprechende ergänzende Sensoren sowie der Möglichkeit eine Videoanalyse durchzuführen. Somit lassen sich umfassende Erhebungen von Tätigkeiten durchführen und insbesondere physische Belastungen und physiologische Beanspruchungen erfassen, auswerten und bewerten.

Technologie und Technik

Das Captiv-Messsystem besteht aus einer Vielzahl von handlichen Sensorboxen. Die Bewegungssensoren haben eine Größe von 60mm x 35mm x 15mm, sind damit ähnlich groß wie eine Streichholzschachtel und werden mittels Gurten und Straps an den entsprechenden Körperteilen angebracht und fixiert. Jeder Sensor verfügt intern jeweils über ein 3-Achsen Beschleunigungssensor, Gyroskop sowie Magnetometer. Mit einer Frequenz zwischen 32 bis 128 Hz (einstellbar) werden diese Werte erfasst, intern verarbeitet und drahtlos übermittelt.

Zur Erfassung der Messdaten im Feld stehen dem Institut zwei unterschiedliche Empfangsgeräte zur Verfügung. So kann zum einen der sogenannte T-Rec (ortsgebundener Receiver) verwendet werden, um die Bewegungsdaten von bis zu 16 Sensoren in Echtzeit zu empfangen und direkt an einem Laptop auszugeben und zu verarbeiten. Die Empfangsreichweite beträgt dabei ca. 15m. Alternativ können mit dem T-Log (personengebundener Receiver) bis zu 32 Sensoren zeitgleich erfasst werden. Hierbei wird der Empfänger zusammen mit den Sensoren am Probanden fixiert. Die Auswertung der Daten erfolgt entsprechend nachgelagert zur Erfassung. Durch den personengebundenen Empfänger sind räumlich keine Grenzen gesetzt, so dass sogar Aufzeichnungen über ein Firmengelände hinweg möglich sind.

Software und Anwendung

Eine Verarbeitung und Auswertung der erhobenen Bewegungsdaten lässt sich mit der Captiv-Software umsetzen. Hier werden die Daten der einzelnen Sensoren zusammengeführt, nach Wunsch aufbereitet, z.B. durch die Umrechnung einer Bewegungssensordaten in Körperwinkel, und letztlich ausgewertet. Somit ist die Identifizierung von z.B. kritischen und hoch belastenden Körperhaltungen möglich. Zudem verfügt die Software über die Möglichkeit zum Import von Videodateien. In Kombination mit der integrierten Codierungsfunktion lassen sich synchron zur Messung einzelne Handlungsmerkmale und Teiltätigkeiten identifizieren und gezielt hinsichtlich der Körperhaltung bzw. des erfassten Bewegungsablaufs auswerten.

Das CAPTIV-System wurde bereits in mehreren IAD-Projekten eingesetzt (wie z.B. im SFB 805 zur Untersuchung des menschlichen Einflusses auf die Unsicherheit der Nutzung sowie z.B. in Mittelstand 4.0 zur Untersuchung der Veränderung von psychophysischen Belastungen in Folge der Nutzung von Assistenzsystemen im Kontext von Industrie 4.0).

Ansicht reales Video und digitale Darstellung der Bewegung in Form eines Skeletts
Video (Split-Screen) und erfasste Bewegung mittels Skelett-Modell

zurück