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海倫海耶斯模型貼點位置

閱讀中英文文獻會發覺，近些年随着紅外捕捉系統的升級，紅外捕捉系統捕捉運動技術逐漸成為量化體育動作的一種手段。其特點是通過對數據的量化分析，結合人體生理學、生物力學原理以及研究改進的技術方法，使體育訓練擺脫純粹依靠經驗的狀态，進入理論化、數字化的時代。此外，還可以将優秀運動員、稍差一些的運動員的動作捕捉下來，将其動作進行對比分析，從而改進不足者的訓練。

光學式紅外捕捉是通過對目标上特定光點的監視和跟蹤來完成運動捕捉的任務。常見的光學式運動捕捉大多基于計算機視覺原理。從理論上說，對于空間中的一個點，隻要它能同時為兩部相機所見，則根據同一時刻兩部相機所拍攝的圖像和相機參數，可以确定這一時刻該點在空間中的位置。當相機以足夠高的速率連續拍攝時，從圖像序列中就可以得到該點的運動軌迹。系統定标後，相機連續拍攝表演者的動作，并将圖像序列保存下來，然後再進行分析和處理，識别其中的标志點，并計算其在每一瞬間的空間位置，進而得到其運動軌迹。

紅外捕捉在體育中的應用主要是在人體的一些骨性标志貼一些能夠反射紅外光的标志點以此構建一個人體輪廓形态，通過在計算機設置相應的程序來計算由人體标志點構建的人體運動時的關節角度以及相應環節的運動速度等。

其中标志點主要是将一些能夠反射紅外光的小球（常稱：mark點）貼在人體的骨性标志上，以此構建成人體模型。目前在體育運動技術中常用的人體模型是海倫海耶斯模型（常用29點）。

使用海倫海耶斯模型的優勢是：海倫海耶斯模型是現在人們常用模型，獲得數據後利于做橫向研究。此外，其下肢貼點模式較為方便簡潔，利于後期數據處理。帶入到相應軟件中可以計算運動中人體重心變化軌迹，故常用海倫海耶斯模型。

貼點位置：

  1. 頭部常采用三個點：頭頂點；眉心上緣點；枕骨上緣點三點要求一條直線。其中頭頂點取兩耳尖交彙處中心

  2. 軀幹常采用兩點：肩胛骨下緣點（作為标記點區分正反面）；骶骨上緣點（取兩髂脊交彙處，位于脊柱上）

  3. 上肢單側三點：肩峰點；肱骨外上髁點；腕關節處（取尺骨莖凸與桡骨莖凸連線中點）

  4. 下肢單側九點：髂前上棘點；大腿前側點；股骨内側髁點；股骨外側髁點；小腿前面點（多在胫骨粗隆稍下一點）；内踝點；外踝點；腳尖點（第二、第三趾骨間）；腳後跟點

  • 腳尖點與腳後跟點成一條直線

  • 在具體使用中，因具體測試内容不同，有些測試者會根據自己的實驗額外增加一些标志點以便于後期分析。

  • 參考文獻：

    [1]吳奇芳. 我國高水平标準舞運動員翻滾轉步的運動學分析[D].北京體育大學,2017.

    [2]Collins T D , Ghoussayni S N , Ewins D J , et al. A six degrees-of-freedom marker set for gait analysis: Repeatability and comparison with a modified Helen Hayes set[J]. Gait & Posture, 2009, 30(2):173-180.

    [3]Tabakin, Dudley. A comparison of 3D gait models based on the Helen Hayes Hospital marker set. Diss. University of Cape Town, 2000.

    [4]Rainbow, Michael, et al. "Differences between Vicon Clinical Manager and Visual3D when performing gait analyses using the Helen Hayes model." 27th Annual Meeting of the American Society of Biomechanics, Toledo OH, USA. 2003.

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