Contribution to interaction force estimation methods for biomechanical motion analysis
Contribution aux méthodes d'estimation de l'effort d'interaction pour l'analyse biomécanique du mouvement
Résumé
Quantified movement analysis in sport, clinical and ergonomic science seeks to estimate biomechanical quantities to describe movement. These quantities cannot be simply measured. Therefore, the human being is modelled as a polyarticulated, muscle-driven system. This model is used for the analysis of movement data and external forces measured in the laboratory in the use cases of musculoskeletal analysis. The biomechanical quantities are then quantified on this model. Nevertheless, the acquisition of experimental data requires the use of sensors, particularly force platforms, which are a hindrance to the performance of these studies. In order to consider the deployment of motion analysis methods outside dedicated laboratories, the use of force platforms must be replaced by interaction force estimation methods. This thesis proposes to contribute to these methods by addressing the following axes of work : improving methods by using data from a measuring device that has little influence on the experimental conditions: pressure insoles ; the improvement of sensorless methods for this measurement.
L’analyse quantifiée du mouvement dans les domaines du sport, clinique et de l’ergonomie cherche à estimer des grandeurs biomécaniques pour décrire le mouvement. Ces grandeurs ne peuvent pas être mesurées directement. C’est pourquoi, on modélise l’humain comme un système polyarticulé et actionné par des muscles. Ce modèle sert à l’analyse des données de mouvement et d’efforts extérieurs mesurés en laboratoire dans les cas d’usage d’analyse musculo-squelettique. Les grandeurs biomécaniques sont alors quantifiées sur ce modèle. Néanmoins, l’acquisition des données expérimentales nécessite la mise en œuvre de capteurs, notamment de plateformes de force qui constituent un frein à la réalisation de ces études. Pour envisager le déploiement des méthodes d’analyse du mouvement en dehors des laboratoires dédiés, l’usage de plateformes de force doit être remplacé par des méthodes d’estimation de l’effort d’interaction. Cette thèse propose de contribuer à ces méthodes en abordant les axes de travail suivants : l’amélioration des méthodes en exploitant des données issues d’un moyen de mesure ayant peu d’influence sur les conditions expérimentales : les semelles de pression ; l’amélioration des méthodes sans capteur dédié à cette mesure.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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