Quantifying Jump Height Using Markerless Motion Capture with a Single Smartphone

要約

目標: カウンタームーブメント ジャンプ (CMJ) は、一般的に下半身の爆発力を測定するために使用されます。
この研究では、単一のスマートフォンを使用したマーカーレス モーション キャプチャ (MMC) が、両側および片側の CMJ ジャンプの高さをどの程度正確に測定できるかを評価します。
方法: 最初に、16 人の健康な成人 (平均年齢: 30.87 $\pm$ 7.24 歳、平均 BMI: 23.14 $\pm$ 2.55 $kg/m^2$) が、両側および片側の CMJ をそれぞれ 3 回繰り返し、フォースプレート上で実施しました。
光学式モーション キャプチャ (OMC) と 1 台のスマートフォン カメラを使用して同時にキャプチャします。
次に、OpenPose を使用して、スマートフォンのビデオに対して MMC を実行しました。
次に、フォースプレートとOMCをグラウンドトゥルースとして使用して、ジャンプの高さを定量化する際にMMCを評価しました。
結果: MMC は、MAE が 1.47 ～ 2.82 cm、ICC が 0.84 ～ 0.99 のジャンプの高さを手動セグメンテーションとカメラ キャリブレーションなしで定量化します。
結論: 私たちの結果は、1 台のスマートフォンをマーカーレス モーション キャプチャに使用できることを示唆しています。
索引用語 – カウンタームーブメント ジャンプ、マーカーレス モーション キャプチャ、光学式モーション キャプチャ、ジャンプの高さ。
インパクト ステートメント – カメラのキャリブレーションや手動のセグメンテーションを必要としないシンプルなセットアップで、1 台のスマートフォンでマーカーレス モーション キャプチャを使用して、カウンタームーブメントのジャンプの高さを正確に定量化できます。

要約(オリジナル)

Goal: The countermovement jump (CMJ) is commonly used to measure the explosive power of the lower body. This study evaluates how accurately markerless motion capture (MMC) with a single smartphone can measure bilateral and unilateral CMJ jump height. Methods: First, three repetitions each of bilateral and unilateral CMJ were performed by sixteen healthy adults (mean age: 30.87 $\pm$ 7.24 years; mean BMI: 23.14 $\pm$ 2.55 $kg/m^2$) on force plates and simultaneously captured using optical motion capture (OMC) and one smartphone camera. Next, MMC was performed on the smartphone videos using OpenPose. Then, we evaluated MMC in quantifying jump height using the force plate and OMC as ground truths. Results: MMC quantifies jump heights with MAE between 1.47 and 2.82 cm, and ICC between 0.84 and 0.99 without manual segmentation and camera calibration. Conclusions: Our results suggest that using a single smartphone for markerless motion capture is feasible. Index Terms – Countermovement jump, Markerless motion capture, Optical motion capture, Jump height. Impact Statement – Countermovement jump height can be accurately quantified using markerless motion capture with a single smartphone, with a simple setup that requires neither camera calibration nor manual segmentation.

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