Proposição e validação de um sistema para a análise cinemática tridimensional submersa de movimentos humanos.

Resumo

Diferentes sistemas para a análise cinemática tridimensional submersa têm sido desenvolvidos objetivando uma melhor compreensão das variáveis físicas relacionadas aos movimentos humanos realizados embaixo da água. Porém, os sistemas encontrados na literatura apresentam limitações relacionadas, principalmente, com a calibração das câmeras, que, tradicionalmente, necessita de um objeto rígido, com pontos conhecidos previamente, que delimitam o tamanho do volume de aquisição. Para uma análise em grandes volumes, como por exemplo, da natação, é necessária a construção de grandes objetos, dificultado a construção e o transporte. Assim, este projeto de pesquisa objetiva propor e validar um sistema para a análise cinemática tridimensional submersa de movimentos humanos realizados em grandes volumes.Para o desenvolvimento de um sistema para a análise cinemática tridimensional submersa é necessário solucionar problemas relacionados à aquisição de dados, sincronização das câmeras, medição dos dados, calibração das câmeras, reconstrução tridimensional e aos procedimentos experimentais inerentes em uma realização de coleta de dados.A aquisição de dados será feita por câmeras modelo Basler e para a vedação das câmeras serão utilizadas caixas-estanques, que foram especialmente desenvolvidas para estas câmeras e foram testadas em pesquisas anteriores no Laboratório de Instrumentação para Biomecânica da FEF/UNICAMP (Silvatti, 2009). As câmeras Basler possibilitam a sincronização das câmeras feita em hardware por um dispositivo (trigger), este procedimento será testado e avaliado nesta pesquisa. Uma vez que o meio aquático (cores da piscina, coloração da água, iluminação e etc.) possui características diferentes de uma situação em laboratório, para a medição dos dados será testada a análise de diferentes algoritmos no software Dvideo. Visto que, esta pesquisa, objetiva analisar a influência de grandes volumes na calibração das câmeras será testada e avaliada a calibração não linear de câmeras através da utilização do método proposto por Wang et al. (2008) e Zhang (2000) para a calibração com correção da distorção causada pela água e será desenvolvido um sistema de calibração portátil e acurado para ser utilizado em qualquer piscina facilitando a construção e o transporte deste objeto rígido. A reconstrução tridimensional submersa será avaliada através da acurácia de um corpo rígido sendo movimentado em grandes volumes na frente do sistema com câmeras submersas. Nos procedimentos experimentais serão solucionados os problemas relacionados á fixação e suporte das câmeras, possibilidades de posicionamento das câmeras, definição de marcadores que podem ser utilizados neste sistema, os quais podem ser retro-reflexivos ou não, teste de modelos de representação dos segmentos do corpo e para a iluminação necessária embaixo da água será desenvolvido e testado um estrobo de LED's substituindo o uso de luz branca.