Bilgisayarla görme ve giyilebilir çoklu sensör sistemi ile yürüyüş analizi

Abstract

Bu projede, Fizik Tedavive Rehabilitasyon (FTR) alanında, hastalıkların tedavisi için, hastaların yapması gereken egzersizlerin, uzaktan kontrolü, takibi, gerekli olduğu taktirde uzaktan yönlendirilmesi ve daha ileri düzeyde çalışmalar için bir veri toplama system tasarımı vasıtasıyla mevcut sistemlere göre üstünlükleri bulunacak, özellikle yürüyüş bozukluklarını tespiti ile rahatsızlıkların tespitine yönelik çalışmalara imkan sağlayabilecek bir system tasarımı gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında, hem ayak tabanı haritası çıkarma, hem de yürüyüş esnasında gövde ve uzuvların duruşunu eşzamanlı olarak analiz etmeye yarayan, taşınabilir özellikte, gerçeklenen uzman ihtiyaçlarını karşılayan düzeyde bir donanım ve elde edilen verilerin işlenebileceği bir yazılım ortamının oluşturulmasına yönelik araştırma çalışmaları yürütülmüştür. Yapılan literatür çalışması neticesinde, mevcut ticari sistemlerin bilimsel araştırmalara olanak sağlayan veri sağlamaması nedeniyle verilerin toplanabilmesini sağlayacak cihazlar üzerinde geliştirmeye ihtiyaç duyulmaktadır. Mevcut bilimsel araştırmalarda, görsel sistemlerin sadece gövde ve duruş analizine odaklı olduğu ve ayak tabanında oluşan değişimleri ölçmekten uzak olduğu görülmüştür. Giyilebilir sensörlerin veya ayakkabı tabanına monte edilen zemin sensörlerinin ise gövde duruşu hakkında bilgi sağlama konusunda eksiklikler içerdiği görülmüştür. Mevcut literatürde yürüyüş analizi için gerçekleştirilen çalışmalarda ise çözüm odaklı bir analiz yapan systemin varlığı konusunda eksikler olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında, yürüyüş esnasında ayağın konumunu, duruşunu ve ayaktabanı üzerine uygulanan kuvvetlerin tespitini gerçekleştirebilen, bu sayede yürüyüş bozuklukları gibi rahatsızlıkların tespitini gerçekleştirebilecek verileri işleyebilen, elde edilen verilerin analizlerini gerçekleş-tirebilen, bir tasarım ve uygulama gerçekleştirilmiştir.

In this project, which was developed for Physical Therapy and Rehabilitation (FTR) applications, it is aimed to remote control, follow up and, if necessary, to direct the exercises that patients need to do for the treatment of diseases. At the same time, data collection for further studies and especially the detection of gait disorders are among the aims of this project. Within the scope of this thesis, a hardware has been developed for both mapping the sole of the foot and simultaneous analysis of the posture of the trunk and limbs during walking. Moreover, research studies were carried out to create a software in which the obtained data can be processed. As a result of the literature study, there is a need to develop devices that will enable data to be collected, since the existing commercial systems do not provide sufficient data for scientific research. In current scientific research, it has been seen that visual systems focus only on trunk and posture analysis and are far from measuring changes in the sole of the foot. It has been observed that wearable sensors or floor sensors mounted on the sole of shoes have deficiencies in providing information about body posture. In the current literature, it has been observed that there are deficiencies in the existence of a solution-oriented analysis system in the studies carried out for gait analysis. In this thesis, a design has been developed that enables the determination of the position, stance of the foot and the forces applied on the sole of the foot during walking. Thus, a design and application has been carried out that enables the detection of disorders such as gait disorders and analyzes the obtained data.