A system for 2- and 3D kinematic and kinetic analysis of locomotion, and its application to analysis of the energetic efficiency of jumping locomotion
William I. Sellers, Robin H. Crompton · Zeitschrift für Morphologie und Anthropologie · 1994
Summary: Kinematic analysis of film and video recordings is a standard technique in studies of the mechanics of locomotion. With the addition of segment mass data, kinematic analysis may be extended to estimate the forces, torques and bending loads imposed on limb segments, using inverse dynamic analysis. A software/hardware system for 2- and 3D kinematic and dynamic analysis is described, based on digitized images from multiple video cameras and featuring solid-rendered animations with true perspective. The capabilities of the system are described by reference to a study of jump take-off angles in 6 prosimian primates; and difficulties and limitations of this and similar techniques are reviewed. Zusammenfassung: Die kinematische von Film- und Video-Aufzeichnungen ist eine Standard-Technik in Studien liber die Mechanik der Lokomotion. Unter Heranziehung von Daten iiber die Segmentmassen konnen kinematische Analysen auf die Berechnung der Krafte, Drehmomente und Biegebeanspruchungen der Segmente erweitert werden. Hierbei wird eine ^inverse dynamische Analyse vorgenommen, d. h. der Untersuchungsgang geht von den beobachteten Bewegungen aus und ermittelt die inneren Krafte, wahrend die herkommliche Mechanik die inneren Krafte vorgibt und daraus die Bewegungen ableitet. Ein System aus Hardware und Software wird beschrieben, mit dem man 2- und 3 dimensionale kinematische und dynamische Analysen durchfuhren kann. Aus digitalisier ten Einzelbildern mehrerer synchron laufender Videokameras werden die Daten gewonnen, aus denen man die Bewegungsablaufe auf dem Bildschirm simulieren kann in Gestalt von Korpern, die aus geometrischen Teil-Korpern zusammengesetzt sind. Die Moglichkeiten des Systems werden anhand einer Untersuchung iiber die Absprungwinkel bei 6 Arten von Prosimiern aufgezeigt. Schwierigkeiten und Grenzen der Anwendung werden umrissen.