In wheelchair sports, the use of Inertial Measurement Units (IMUs) has proven to be one of the most accessible ways for ambulatory measurement of wheelchair kinematics. A three-IMU configuration, with one IMU attached to the wheelchair frame and two IMUs on each wheel axle, has previously shown accurate results and is considered optimal for accuracy. Configurations with fewer sensors reduce costs and could enhance usability, but may be less accurate. The aim of this study was to quantify the decline in accuracy for measuring wheelchair kinematics with a stepwise sensor reduction. Ten differently skilled participants performed a series of wheelchair sport specific tests while their performance was simultaneously measured with IMUs and an optical motion capture system which served as reference. Subsequently, both a one-IMU and a two-IMU configuration were validated and the accuracy of the two approaches was compared for linear and angular wheelchair velocity. Results revealed that the one-IMU approach show a mean absolute error (MAE) of 0.10 m/s for absolute linear velocity and a MAE of 8.1◦/s for wheelchair angular velocity when compared with the reference system. The twoIMU approach showed similar differences for absolute linear wheelchair velocity (MAE 0.10 m/s), and smaller differences for angular velocity (MAE 3.0◦/s). Overall, a lower number of IMUs used in the configuration resulted in a lower accuracy of wheelchair kinematics. Based on the results of this study, choices regarding the number of IMUs can be made depending on the aim, required accuracy and resources available.
Het project Wireless Sensor Technologie bij Calamiteiten is een samenwerkingsverband tussen Saxion, Thales Nederland (de dochterondernemingen D-CIS Lab en Iseti), Ambient Systems, Ti-WMC, het beveiligingsbedrijf Vigilat, het Regionaal Centrum Criminaliteitspreventie en Veiligheidsregio’s Twente, Noord en Oost Gelderland, Gelderland Midden en Zuid. Dit project wordt ondersteund door de Stichting Innovatie Alliantie (SIA) vanuit het RAAK MKB fonds. Binnen het werkpakket Proximity wordt onderzoek gedaan naar de stand van zaken van indoorlokalisatie. De motivatie voor dit deelproject komt voort uit het streven het risico voor de hulpverlener in actie te verminderen. Elke dag wagen brandweermannen hun leven bij het blussen van branden en het redden van mensen uit brandende gebouwen. Hierbij wil het wel eens gebeuren dat een brandweerman in problemen komt door de gevaarlijke en onoverzichtelijke situatie, de weg kwijtraakt of het contact verliest met zijn collega’s. Op zulke momenten is het moeilijk voor deze brandweerman om zijn collega’s te vinden en andersom is het moeilijk voor zijn collega’s om hem te vinden. Dit resulteert soms in de dood van een of meer brandweermannen. Daarom zal onderzocht worden welke rol technologie kan spelen om de veiligheid van een brandweermannen te verhogen bij de uitvoering van hun taak en wel voornamelijk door het realtime bepalen van zijn locatie en positie in een brandend gebouw. Allereerst zal het probleem behandeld worden, daarna wordt onderzocht welke technieken en technologie er beschikbaar zijn. Deze zullen gewaardeerd worden op basis van de praktijkcriteria: betrouwbaarheid, snelle operationele inzetbaarheid, nauwkeurigheid en kosten. Aan de hand daarvan wordt een onderzoeksvraag geformuleerd. Op basis van geschiktheid van de oplossingsrichtingen zal in het vervolg een prototype ontworpen en gebouwd worden.
Quantifying measures of physical loading has been an essential part of performance monitoring within elite able-bodied sport, facilitated through advancing innovative technology. In wheelchair court sports (WCS) the inter-individual variability of physical impairments in the athletes increases the necessity for accurate load and performance measurements, while at the same time standard load monitoring methods (e.g. heart-rate) often fail in this group and dedicated WCS performance measurement methods are scarce. The objective of this review was to provide practitioners and researchers with an overview and recommendations to underpin the selection of suitable technologies for a variety of load and performance monitoring purposes specific to WCS. This review explored the different technologies that have been used for load and performance monitoring in WCS. During structured field testing, magnetic switch based devices, optical encoders and laser systems have all been used to monitor linear aspects of performance. However, movement in WCS is multidirectional, hence accelerations, decelerations and rotational performance and their impact on physiological responses and determination of skill level, is also of interest. Subsequently both for structured field testing as well as match-play and training, inertial measurement units mounted on wheels and frame have emerged as an accurate and practical option for quantifying linear and non-linear movements. In conclusion, each method has its place in load and performance measurement, yet inertial sensors seem most versatile and accurate. However, to add context to load and performance metrics, position-based acquisition devices such as automated image-based processing or local positioning systems are required.
Met het groeien van de gemiddelde levensverwachting is ook de uitdaging gegroeid om een ieder zo lang mogelijk een actieve deelnemer van de samenleving te laten zijn. Duurzame zelfstandige mobiliteit is van groot belang voor het functioneren in de samenleving (op werkplek en in thuisomgeving), draagt bij aan het sociaal functioneren en de algemene sociale cohesie. Goede controle over de (dynamische) balans speelt hierbij een grote rol, zijnde de balanshandhaving tijdens het voortbewegen, ook bij gezonde, jonge mensen een continue compromis tussen effectiviteit en veiligheid. Voor ouderen geldt dit nog sterker, daar de gevolgen van een val vele malen ernstiger zijn en ook een grote invloed hebben op de levensverwachting. Mechanismen van handhaving van de dynamische balans in praktische omstandigheden zijn nog grotendeels onbegrepen. Laboratoria staat vaak ver af van praktische condities van de alledaage praktijk. Moderne sensortechnologie opent momenteel een deur naar systematisch onderzoek naar valrisico’s in het dagelijkse leven, echter deze schiet nog te kort in haalbare accuratesse en stabiltiteit over langere metingen. In verschillende projecten wordt momenteel een nieuwe generatie van methoden onderzocht, met als centraal kenmerk hiervan dat bewegingsensoren niet meer als losse onderdelen functioneren, maar in samenhang worden gebruikt. Het kersverse INSTANT project, bijvoorbeeld, onderzoekt hoe huidige bewegingsensoren kunnen worden uitgebreid met een extra sensormodaliteit en ‘meta-datafusion’ algorithmen. Hierdoor kunnen de sensoren elkaars positie waarnemen en naar verwachting een orde meer accuraat meten op een manier die bovendien stabieler is over langere metingen. Aan iets vergelijkbaars wordt gewerkt door collega’s in Torino en Sassari, Italie, zij het met een andere type sensortechnologie. Dit KIEM project onderzoekt in hoeverre beide methoden (en beide onderzoeksclusters) elkaar kunnen versterken door intensief samen te werken. Het plaatsen van een Italiaanse onderzoeker in het INSTANT onderzoekscluster in Enschede gedurende grote delen van een jaar borgt deze samenwerking.
Er zijn veel situaties waarin het belangrijk is om de positie en/of de loopbeweging van personen te kunnen meten, zoals voor de brandweer, voor het leger, in de sport of bij revalidatie. In een aantal situaties geldt hierbij de randvoorwaarde dat je geen gebruik kunt maken van bestaande infrastructuren. GPS werkt bijvoorbeeld alleen buiten en is voor veel toepassingen niet nauwkeurig genoeg. Infrastructuur in gebouwen (zoals WiFi) werkt niet altijd bij brand, en bovendien wil je vaak (ambulant) meten in een praktijkomgeving of in een onbekend gebouw, in plaats van in een ?labomgeving?. Een interessant gegeven is dat de afzonderlijke technieken voor het oplossen van bovenstaande problemen wel bestaan, maar dat nog geen enkele partij deze heeft kunnen integreren in een bruikbaar product. Blijkbaar levert de inherente complexiteit van het onderwerp van dergelijke systemen problemen op. In het SaxShoe project onderzoeken Saxion, HvA, NHL, Universiteit Twente en het bedrijfsleven hoe we een schoen-zool systeem kunnen ontwikkelen voor het meten en op afstand monitoren van de locatie en het loopgedrag van de gebruiker in situaties waarbij standaard infrastructuur (GPS, WiFi, camera?s) ontbreekt. In het project wordt een empirische aanpak gehanteerd. Dit op basis van de constatering dat veel zaken in theorie wel zouden moeten werken, maar dat de praktijk weerbarstig is. Door cyclisch een sensorschoen te ontwikkelen worden kennisvragen beantwoord. Deze (deel)vragen betreffen kennisontwikkeling voor nauwkeurige positiebepaling op basis van inertiële navigatie, en gerelateerde vragen rond communicatie, energievoorziening, de verwerking in een schoen en de werking in praktijksituaties. Op basis van gebruikersfeedback wordt het onderzoek continue bijgestuurd (agile development). Om de aanpak concreet te maken richt het project zicht op het ontwikkelen van een brandweerlaars, als middel, niet als doel, maar wel als showcase voor de kennisontwikkeling. De ambitie is het realiseren van de norm van maximaal 10 meter afwijking na 20 minuten lopen. Hiervoor werken in het project topbedrijven die gespecialiseerd zijn in sensortechnologie samen met hogescholen en met bedrijven die gespecialiseerd zijn in de productie van schoenen en zolen. Het project levert inzicht, oplossingen en ontwerpregels op voor de problematiek die speelt bij het ontwerpen van wearables voor het meten van locatie en loopgedrag. Voor de technische bedrijven in het project biedt SaxShoe de mogelijkheid om nieuwe markten te openen voor bestaande technologieën. Voor de eindgebruikers, zoals de brandweer, biedt het concrete oplossingen voor bestaande problemen zoals de veiligheid van hulpverleners in gevaarlijke situaties.
