Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera
Skeletal tracking can be accomplished deploying human pose estimation strategies. Deep learning is shown to be the paramount approach in the realm where in collaboration with a ”light detection and ranging” depth camera the development of a markerless motion analysis software system seems to be feas...
Main Author: | |
---|---|
Format: | Others |
Language: | English |
Published: |
KTH, Medicinteknik och hälsosystem
2021
|
Subjects: | |
Online Access: | http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-297536 |
id |
ndltd-UPSALLA1-oai-DiVA.org-kth-297536 |
---|---|
record_format |
oai_dc |
spelling |
ndltd-UPSALLA1-oai-DiVA.org-kth-2975362021-09-24T05:23:50ZSkeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth CameraengSkelettspårning för sport med LiDAR-djupkameraEfstratiou, PanagiotisKTH, Medicinteknik och hälsosystem2021Depth cameraHuman pose estimationKinematicsMotion CaptureSkeletal trackingDjupkameraUppskattning av mänsklig poseKinematikRörelseregistreringssystemSkelettspårningSport and Fitness SciencesIdrottsvetenskapSignal ProcessingSignalbehandlingComputer Vision and Robotics (Autonomous Systems)Datorseende och robotik (autonoma system)Computer SciencesDatavetenskap (datalogi)Skeletal tracking can be accomplished deploying human pose estimation strategies. Deep learning is shown to be the paramount approach in the realm where in collaboration with a ”light detection and ranging” depth camera the development of a markerless motion analysis software system seems to be feasible. The project utilizes a trained convolutional neural network in order to track humans doing sport activities and to provide feedback after biomechanical analysis. Implementations of four filtering methods are presented regarding movement’s nature, such as kalman filter, fixedinterval smoother, butterworth and moving average filter. The software seems to be practicable in the field evaluating videos at 30Hz, as it is demonstrated by indoor cycling and hammer throwing events. Nonstatic camera behaves quite well against a standstill and upright person while the mean absolute error is 8.32% and 6.46% referential to left and right knee angle, respectively. An impeccable system would benefit not only the sports domain but also the health industry as a whole. Skelettspårning kan åstadkommas med hjälp av metoder för uppskattning av mänsklig pose. Djupinlärningsmetoder har visat sig vara det främsta tillvägagångssättet och om man använder en djupkamera med ljusdetektering och varierande omfång verkar det vara möjligt att utveckla ett markörlöst system för rörelseanalysmjukvara. I detta projekt används ett tränat neuralt nätverk för att spåra människor under sportaktiviteter och för att ge feedback efter biomekanisk analys. Implementeringar av fyra olika filtreringsmetoder för mänskliga rörelser presenteras, kalman filter, utjämnare med fast intervall, butterworth och glidande medelvärde. Mjukvaran verkar vara användbar vid fälttester för att utvärdera videor vid 30Hz. Detta visas genom analys av inomhuscykling och släggkastning. En ickestatisk kamera fungerar ganska bra vid mätningar av en stilla och upprättstående person. Det genomsnittliga absoluta felet är 8.32% respektive 6.46% då vänster samt höger knävinkel användes som referens. Ett felfritt system skulle gynna såväl idrottssom hälsoindustrin. Student thesisinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesistexthttp://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-297536TRITA-CBH-GRU ; 2020:312application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccess |
collection |
NDLTD |
language |
English |
format |
Others
|
sources |
NDLTD |
topic |
Depth camera Human pose estimation Kinematics Motion Capture Skeletal tracking Djupkamera Uppskattning av mänsklig pose Kinematik Rörelseregistreringssystem Skelettspårning Sport and Fitness Sciences Idrottsvetenskap Signal Processing Signalbehandling Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems) Datorseende och robotik (autonoma system) Computer Sciences Datavetenskap (datalogi) |
spellingShingle |
Depth camera Human pose estimation Kinematics Motion Capture Skeletal tracking Djupkamera Uppskattning av mänsklig pose Kinematik Rörelseregistreringssystem Skelettspårning Sport and Fitness Sciences Idrottsvetenskap Signal Processing Signalbehandling Computer Vision and Robotics (Autonomous Systems) Datorseende och robotik (autonoma system) Computer Sciences Datavetenskap (datalogi) Efstratiou, Panagiotis Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
description |
Skeletal tracking can be accomplished deploying human pose estimation strategies. Deep learning is shown to be the paramount approach in the realm where in collaboration with a ”light detection and ranging” depth camera the development of a markerless motion analysis software system seems to be feasible. The project utilizes a trained convolutional neural network in order to track humans doing sport activities and to provide feedback after biomechanical analysis. Implementations of four filtering methods are presented regarding movement’s nature, such as kalman filter, fixedinterval smoother, butterworth and moving average filter. The software seems to be practicable in the field evaluating videos at 30Hz, as it is demonstrated by indoor cycling and hammer throwing events. Nonstatic camera behaves quite well against a standstill and upright person while the mean absolute error is 8.32% and 6.46% referential to left and right knee angle, respectively. An impeccable system would benefit not only the sports domain but also the health industry as a whole. === Skelettspårning kan åstadkommas med hjälp av metoder för uppskattning av mänsklig pose. Djupinlärningsmetoder har visat sig vara det främsta tillvägagångssättet och om man använder en djupkamera med ljusdetektering och varierande omfång verkar det vara möjligt att utveckla ett markörlöst system för rörelseanalysmjukvara. I detta projekt används ett tränat neuralt nätverk för att spåra människor under sportaktiviteter och för att ge feedback efter biomekanisk analys. Implementeringar av fyra olika filtreringsmetoder för mänskliga rörelser presenteras, kalman filter, utjämnare med fast intervall, butterworth och glidande medelvärde. Mjukvaran verkar vara användbar vid fälttester för att utvärdera videor vid 30Hz. Detta visas genom analys av inomhuscykling och släggkastning. En ickestatisk kamera fungerar ganska bra vid mätningar av en stilla och upprättstående person. Det genomsnittliga absoluta felet är 8.32% respektive 6.46% då vänster samt höger knävinkel användes som referens. Ett felfritt system skulle gynna såväl idrottssom hälsoindustrin. |
author |
Efstratiou, Panagiotis |
author_facet |
Efstratiou, Panagiotis |
author_sort |
Efstratiou, Panagiotis |
title |
Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
title_short |
Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
title_full |
Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
title_fullStr |
Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
title_full_unstemmed |
Skeleton Tracking for Sports Using LiDAR Depth Camera |
title_sort |
skeleton tracking for sports using lidar depth camera |
publisher |
KTH, Medicinteknik och hälsosystem |
publishDate |
2021 |
url |
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-297536 |
work_keys_str_mv |
AT efstratioupanagiotis skeletontrackingforsportsusinglidardepthcamera AT efstratioupanagiotis skelettsparningforsportmedlidardjupkamera |
_version_ |
1719484754502352896 |