Sistema electrónico para la detección de posición angular y ergonomía de ciclistas empleando visión artificial
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Date
2023-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Telecomunicaciones
Abstract
This research project proposes the implementation of an electronic system for the
angular detection and ergonomics of cyclists using artificial vision, so that the
adjustments recommended by it help to have a correct ergonomic positioning at the
time of cycling routes. Therefore, it is very important to perform a biomechanical
analysis of the body gestures generated by the cyclist during the pedaling process.
The electronic system for man-machine coupling in cyclists, bikefit, consists of a mini
computer Jetson Nano which is connected to different input and output peripherals that
allows 2D detection of the skeleton of the athlete to be analyzed. It shows in video and
in real time the different points of the joints that allows to calculate the angles
generated in each limb, thus obtaining values that can be compared with previous
studies and establish recommendations for bicycle adjustments. This in order to have
an optimal position to increase performance and avoid injuries in the short or long
term.
All the data obtained are displayed in an easy to interpret interface, both for the person
performing the analysis and for the person being analyzed. Two reports are generated,
the initial report that indicates the adjustments and angles with which the cyclist has
arrived and the final report that shows the fitting process with the angles and
recommendations executed, this report has the function of informing the cyclist of the
variations made on his bicycle.
The results obtained in the performance tests are consistent, showing that the system
has a confidence value of 95.22%, after comparison with a manual measurement
method with a goniometer, demonstrating that the prototype is valid for bike fitting
analysis.
Description
El presente proyecto de investigación propone la implementación de un sistema
electrónico para la detección angular y ergonomía de ciclistas empleando visión
artificial, de tal manera que los ajustes recomendados por el mismo ayuden a tener un
correcto posicionamiento ergonómico al momento de realizar las rutas ciclísticas. Por
tanto, es de mucha importancia realizar un análisis biomecánico de los gestos
corporales generados por el ciclista durante el proceso de pedaleo.
El sistema electrónico para el acoplamiento hombre-maquina en ciclistas, bikefit,
consta de una mini computadora Jetson Nano la cual está conectada a diferentes
periféricos de entrada y salida que permite la detección en 2D del esqueleto del
deportista a ser analizado. Se muestra en video y en tiempo real los diferentes puntos
de las articulaciones que permite calcular los ángulos generados en cada extremidad,
obteniendo así valores que pueden ser comparados con estudios previos y establecer
recomendaciones para los ajustes de la bicicleta. Esto con el fin de tener una posición
óptima para aumentar el rendimiento y evitar lesiones a corto o largo plazo.
Todos los datos obtenidos se muestran en una interfaz fácil de interpretar, tanto para
la persona que realiza el análisis como para la persona analizada. Se genera dos
reportes, el reporte inicial que indica los ajustes y ángulos con los que ha llegado el
ciclista y el reporte final que muestra el proceso de fitting con los ángulos y
recomendaciones ejecutadas, este reporte tiene como función dar a conocer al ciclista
las variaciones realizadas en su bicicleta.
Los resultados obtenidos en las pruebas de funcionamiento tienen coherencia
demostrando que el sistema tiene un valor de confianza del 95,22%, luego de realizar
la comparación con un método de medición manual con un goniómetro, demostrando
que el prototipo es válido para realizar análisis de bike fitting.
Keywords
BIKE FITTING, BIOMECÁNICA, JETSON NANO