Uitwerking opdracht 1 bewegingsanalyse 2

BA2 Verslag opdracht 1
Met behulp van een normale videocamera is de loopgang van een gezonde volwassene
opgenomen. In deze opdracht zijn de programma’s Kinovea en MATLAB gebruikt.

Voor de eerste stap is Kinovea gebruikt, hierin werd de loopgang geanalyseerd. De positie
van de markers die niet goed zichtbaar waren, zijn hierbij verplaatst zodat de marker altijd op
de juiste plaats stond. De XY-coördinaten van de positie markers zijn bepaald met behulp
van Kinovea. Deze gegevens worden getransporteerd naar een Excel-bestand. Later werd
het Excel bestand in MATLAB gelezen.

In MATLAB wordt voor ieder gewricht een aparte variabele aangemaakt. Dit wordt gedaan
voor zowel het x als y-coördinaat. Deze coördinaten worden vervolgens gezamenlijk in een
grafiek geplot. Uit deze grafiek kan de stapgrootte bepaald worden. De coördinaten van de
beginpositie van de voet zijn: x = 117,33 en y = 22. De eindpositie van de voet is x = 274,85
en y = 20,26. De stapgrootte wordt berekend door de x-coördinaten van elkaar af te trekken:
274,85 - 117,33 = 157,52 cm. De staplengte van de proefpersoon is dus ongeveer 1,5 meter.

In het figuur onderaan zijn de enkel- en kniehoeken te zien van één gangcyclus. De tijd van
een gangcyclus is hierin af te lezen, dit is ongeveer 1,14 s. In de grafiek is de verandering
van de hoeken ten opzichte van de tijd te zien. Op het moment dat er begonnen wordt met
lopen, wordt de enkelhoek groter, het lichaam zet af met de voet. Op het moment dat de voet
wordt opgetild, dit is in de zwaaifase, wordt de enkelhoek kleiner, totdat de voet weer
neerkomt. Hier is de eindfase bereikt. Dit is te zien bij de rode lijn van het bovenste figuur .
Bij de knie is dit hetzelfde. De kniehoek wordt gemeten over de knie heen, aan de ventrale
zijde van het been. In de beginfase is de knie ongeveer recht en op het moment dat er
begonnen wordt met lopen, strekt de knie helemaal. In de standfase staat het been met een
gestrekte knie. De kniehoek is kleiner geworden. Tijdens de zwaaifase wordt het been
opgetild, waardoor de knie nog meer buigt, hierdoor wordt de hoek weer groter. Bij het
naderen van het einde van de gangcyclus komt de voet weer op de grond, waardoor de knie
meer strekt en de kniehoek wordt hierdoor weer groter. Dit wordt aangegeven door de
blauwe lijn in het bovenste figuur onderaan.

In de tweede stap worden de snelheid en versnelling berekend. Hiervoor is het noodzakelijk
eerst de ruis in het traject te minimaliseren. Dit wordt gedaan met een laagdoorlaatfilter. Na
toepassing van een laagdoorlaatfilter, werd de grafiek met de enkel- en kniehoek opnieuw
geplot. De toepassing van het filter zorgt voor een vloeiender lopende grafiek. De ruis is door
de toepassing van het filter voor een groot deel verwijderd uit het signaal.

Allereerst wordt de loopsnelheid bepaald met de positiedata van de marker op de heup. Dit
gebeurd met de formule: Vn = (Xn+k - Xn-k) / 2kT met k=1. De loopsnelheid wordt hierbij ten
opzichte van de tijd geplot. In de grafiek is te zien dat de loopsnelheid verschilt tijdens de
gangcyclus. Er is geen constante loopsnelheid. De gemiddelde loopsnelheid kan worden
afgelezen in de grafiek, dit is 1,4 m/s. Hierbij is er een onnauwkeurigheid van +/- 0,3 m/s.

Daarnaast wordt ook de hoeksnelheid van de knie berekend met de formule Vn = (Xn+k -
Xn-k) / 2kT met k=1. De hoeksnelheden voor k = 1, 5 en 20 ten opzichte van de tijd worden
geplot in één grafiek.

De hoekversnelling werd op twee verschillende manieren berekend. De hoekversnelling
berekend volgens de formule An = (Vn+k - Vn-k) / 2kT komt niet overeen met de
hoekversnelling berekend volgens de formule An = (Xn+k – 2Xn + Xn-k) / K2 x T2. Dit komt
doordat bij de eerste manier de versnelling wordt berekend met het snelheidssignaal. Bij de
tweede manier wordt de versnelling berekend met het positie-signaal. Het signaal wordt