Abstract The objective of this study is to determine if wearable inertial-magnetic tracking systems can be suitably used to conduct full-body motion analysis when performing common tasks in the automotive manufacturing industry. Twenty unimpaired participants were recruited for this study. Seventeen Xsens inertial-magnetic sensors and fifty-two Cortex reflective markers were secured onto each of the participants to record their operations at six workstations. We compared the root mean square error produced by the two measuring systems in 13 human joints. We also evaluated the linear positional error of the left foot placement. Due to the complexity of the shoulder girdle motion, we compared the outputs from the Cortex and Xsens systems in two additional postural tests with a 3rd camera system. Our results indicate that the Xsens platform is affected by positional drifts; however, such drifts are contained in an acceptable range. Due to the use of magnetometers to measure tilt, data from these complementary inertial sensors can be used to reduce drift by continuously correcting the orientation obtained by integrating sensor data. The Xsens system maintains acceptable accuracy (r.m.s.e. Relevance to industry An accurate wearable inertial-magnetic tracking system can be used to conduct multi-segment full-body motion analysis when performing common tasks in the manufacturing industry. The easy integration of such sensors with dynamic simulation software can help creating a virtual full-body ergonomic assessment for occupational activities to prevent work-related musculoskeletal injury among workers.

中文翻译：

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用于汽车制造操作全身运动跟踪的惯性磁性可穿戴传感器的验证

摘要 本研究的目的是确定在汽车制造行业执行常见任务时，可穿戴惯性磁跟踪系统是否适用于进行全身运动分析。本研究招募了 20 名未受损的参与者。17 个 Xsens 惯性磁传感器和 52 个 Cortex 反射标记被固定在每个参与者身上，以记录他们在六个工作站的操作。我们比较了两个测量系统在 13 个人体关节中产生的均方根误差。我们还评估了左脚放置的线性位置误差。由于肩带运动的复杂性，我们将 Cortex 和 Xsens 系统的输出在两个额外的姿势测试中与第三个摄像头系统进行了比较。我们的结果表明 Xsens 平台受位置漂移的影响；然而，这种漂移包含在可接受的范围内。由于使用磁力计来测量倾斜，来自这些互补惯性传感器的数据可用于通过连续校正通过集成传感器数据获得的方向来减少漂移。Xsens 系统保持可接受的精度（rmse 与行业相关性） 精确的可穿戴惯性磁跟踪系统可用于在制造行业执行常见任务时进行多段全身运动分析。此类传感器与动态仿真的轻松集成软件可以帮助为职业活动创建一个虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。这种漂移包含在可接受的范围内。由于使用磁力计来测量倾斜，来自这些互补惯性传感器的数据可用于通过连续校正通过集成传感器数据获得的方向来减少漂移。Xsens 系统保持可接受的精度（rmse 与行业相关性） 精确的可穿戴惯性磁跟踪系统可用于在制造行业执行常见任务时进行多段全身运动分析。此类传感器与动态仿真的轻松集成软件可以帮助为职业活动创建一个虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。这种漂移包含在可接受的范围内。由于使用磁力计来测量倾斜，来自这些互补惯性传感器的数据可用于通过连续校正通过集成传感器数据获得的方向来减少漂移。Xsens 系统保持可接受的精度（rmse 与行业相关性） 精确的可穿戴惯性磁跟踪系统可用于在制造行业执行常见任务时进行多段全身运动分析。此类传感器与动态仿真的轻松集成软件可以帮助为职业活动创建一个虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。来自这些互补惯性传感器的数据可用于通过不断校正通过集成传感器数据获得的方向来减少漂移。Xsens 系统保持可接受的精度（rmse 与行业相关性） 精确的可穿戴惯性磁跟踪系统可用于在制造行业执行常见任务时进行多段全身运动分析。此类传感器与动态仿真的轻松集成软件可以帮助为职业活动创建一个虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。来自这些互补惯性传感器的数据可用于通过不断校正通过集成传感器数据获得的方向来减少漂移。Xsens 系统保持可接受的精度（rmse 与行业相关性） 精确的可穿戴惯性磁跟踪系统可用于在制造行业执行常见任务时进行多段全身运动分析。此类传感器与动态仿真的轻松集成软件可以帮助为职业活动创建一个虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。与行业的相关性 在制造行业执行常见任务时，可使用精确的可穿戴惯性磁跟踪系统进行多段全身运动分析。此类传感器与动态模拟软件的轻松集成有助于为职业活动创建虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。与行业的相关性 在制造行业执行常见任务时，可使用精确的可穿戴惯性磁跟踪系统进行多段全身运动分析。此类传感器与动态模拟软件的轻松集成有助于为职业活动创建虚拟的全身人体工程学评估，以防止工人与工作相关的肌肉骨骼损伤。