PDA

Orijinalini görmek için tıklayınız : Biyomekanik



CyberLady™
09.10.2009, 16:40
Ağırlık Merkezinin Hesaplanması

İki boyutlu resim üzerinde ağırlık merkezinin hesaplanabilmesi için öncelikle vücuttaki her uzuvun uzunluğu hesaplanmalıdır. Bunu hesaplayabilmek için bu projede Ganalizi programı ile uzuvların eklem noktalarının koordinatları hesaplanmıştır. Aşağıda Tablo 1’de Ganalizi programından elde edilmiş koordinatlar bulunmaktadır. (Tablodaki koordinat değerleri pixel değeri üzerindendir.)


BÖLGE




X Ekseni

Y Ekseni

FIXED POINT



0

0

R TOE



384

269

R HEEL



379

212

R ANKLE



360

223

R KNEE



279

186

R HIP



220

119

R SHOULDER



104

78

R ELBOW



75

125

R WRIST



42

94

L TOE



175

274

L HEEL



223

246

L ANKLE



201

237

L KNEE



140

184

L HIP



207

125

L SHOULDER



120

67

L ELBOW



152

29

L WRIST



196

3

CHIN



105

103

FOREHEAD



69

103


Tablo 1 Eklem noktalarının koordinatları

Koordinatların hesaplanmasının ardından da bu koordinatlardan üye uzunlukları tespit edilmiştir. Üye uzunluğunun hesaplanmasında,
__________________
Ö(x2 – x1)2 + (y2 – y1) 2 formülü kullanılmış ve her üye hesaplanmıştır.

Hesaplanan üye uzunlukları, her üyenin kendi ağırlık merkezi oranlarıyla çarpılması sonucunda üyenin ağırlık merkezinin göz önünde bulundurulan ekleme göre ne kadar uzakta olduğu tespit edilmiştir. Bu projede kullanılan ağırlık merkezleri oranları Clauser ve arkadaşlarının (1969) belirttiği değerlerdir.
Tespit edilen ağırlık merkezinin uzuv üzerinde düştüğü noktanın koordinatlarının tespiti için ise doğru denklemi kullanılmıştır. Bu denklemin oluşturulabilmesi için öncelikle uzvun düzlemle yaptığı “a” açısının bulunması gereklidir. Bu açı


file:///C:/DOCUME%7E1/Serhat/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif
a = arctan _y2 – y1_ formülüyle bulunmuştur.
x2 – x1

Ardından da bulunan açıdan geçen doğru üzerinde ağırlık merkezinin düştüğü noktanın koordinatları tespit edilmiştir.
Bunun için de
Xcg = ağırlık mer. * cos( a ) + X1 Ycg = ağırlık mer. * sin( a ) + y1

formülleri kullanılmıştır.
Elde edilen Xcg (0X) ve Ycg (0Y) değerleri uzuvların relatif ağırlıklarıyla çarpılarak 0x moment ve 0y moment hesaplanmıştır. Bu değerlerin toplayarak ise tüm vücudun ağırlık merkezi tespit edilmiştir. Yalnız elde edilen değerler tabloya ters şekilde yerleştirilmektedir. (0x moment, y eksenine; 0y moment, x eksenine) Bütün bu hesaplanan değerler aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.


DEĞERLER TABLOSU




ÜYE

Üye Uzunluğu




Ağırlık Mer. Oranı

Ağırlık Merkezi

0X




0Y

Relatif Ağırlık

0x moment

0y moment

BAŞ



36

0,464

16,704

85,704

103

0,073

6,256392

7,519

GÖVDE



112,9269675

0,38

42,91224767

150,57

91,31

0,507

76,33899

46,29417

SAĞ ÖNKOL



45,27692569

0,39

17,65800102

54,87

106,09

0,016

0,87792

1,69744

SAĞ ÜSTKOL



55,22680509

0,487

26,89545408

89,123

102,111

0,026

2,317198

2,654886

SAĞ UYLUK



89,27485648

0,372

33,21024661

241,948

143,924

0,103

24,920644

14,824172

SAĞ BACAK



89,05054744

0,371

33,0377531

309,051

199,727

0,043

13,289193

8,588261

SAĞ AYAK



51,88448708

0,551

23,2961347

370,776

243,654

0,015

5,56164

3,65481

SOL ÖNKOL



51,10772936

0,61

31,17571491

178,84

13,14

0,016

2,86144

0,21024

SOL ÜSTKOL



49,67896939

0,513

25,4853113

136,416

47,506

0,026

3,546816

1,235156

SOL UYLUK



89,27485648

0,628

56,06460987

182,076

146,948

0,103

18,753828

15,135644

SOL BACAK



80,8084154

0,371

29,97992211

162,631

203,663

0,043

6,993133

8,757509

SOL AYAK



45,22167622

0,551

24,9171436

189,326

253,613

0,015

2,83989

3,804195

164,557084

114,375483


Buna göre resimdeki sprinterin ağırlık merkezinin koordinatları (164,557084; 114,375483) tür. Eğer bu pixel değerlerini cm cinsinden söylemek gerekirse. Görüntünün uzunluk veya yüksekliğini pixel ve cm olarak bilmemiz bunu kabaca hesaplamak için yeterlidir.




Görüntünün

Genişliği

Uzunluğu

Pixel



480

319

Cm



12,7

8,44021


Bu değerlere dayanarak kurulacak denklemle ağırlık merkezinin koordinatlarının cm cinsinden (4,353906181; 3,026184654) olduğu bulunabilir.