La supériorité technique d'une centrale inertielle (IMU) plantaire intégrée réside dans sa capacité à capturer les données d'impact brutes directement à la source, c'est-à-dire à l'interface entre le pied et la chaussure. Contrairement aux capteurs tibiaux à sangle, la conception intégrée contourne les mécanismes d'absorption des chocs de l'articulation de la cheville et élimine le bruit du signal causé par le mouvement de la sangle ou les artefacts cutanés.
Idée clé : L'intégrité des données dans l'analyse de la marche est dictée par le couplage du capteur à l'événement d'impact. En plaçant l'IMU dans la semelle intérieure, vous assurez une fixation rigide qui préserve les signaux d'impact à haute fréquence, garantissant que les données reflètent l'interaction réelle avec le sol plutôt que des vibrations amorties ou des mouvements des tissus mous.
La physique de l'atténuation du signal
Pour comprendre pourquoi l'emplacement du capteur est important, il faut examiner comment les forces d'impact se propagent dans le corps.
Contourner l'articulation de la cheville
Lorsqu'un pied frappe le sol, l'impact crée un signal d'accélération. Un capteur tibial est positionné « en amont » de cet événement.
Au moment où le signal atteint le tibia, il a traversé l'articulation de la cheville. La cheville agit naturellement comme un amortisseur, atténuant (affaiblissant) le signal. L'IMU plantaire intégrée capture le signal d'impact initial avant que cet amortissement naturel ne se produise.
Préserver les caractéristiques d'accélération d'origine
Étant donné que le capteur plantaire se trouve à l'interface pied-chaussure, il enregistre le « point zéro » de l'impact.
Cela garantit que les caractéristiques d'accélération enregistrées sont le reflet fidèle du moment de l'impact du pied. Vous analysez la force brute de l'événement de marche, plutôt qu'une version filtrée de celle-ci.
Éliminer le bruit mécanique
Des données de haute fidélité nécessitent plus qu'un bon capteur ; elles nécessitent une plateforme de montage stable.
Le problème de la peau et des sangles
Les capteurs tibiaux s'appuient généralement sur des sangles pour se fixer à la jambe. Cela introduit deux sources importantes de bruit : les sangles lâches et le mouvement de la peau.
Lorsque la jambe bouge, la peau glisse sur l'os/le muscle sous-jacent, et la sangle elle-même peut se déplacer. Ces micro-mouvements créent une interférence de bruit à haute fréquence qui masque les données réelles de la marche.
La stabilité de la fixation de la semelle intérieure
La conception intégrée utilise la fixation de la semelle intérieure dans la chaussure pour résoudre le problème de stabilité.
Comme la semelle intérieure est étroitement intégrée à la chaussure, elle bouge à l'unisson avec le pied. Ce couplage mécanique efficace élimine les interférences à haute fréquence présentes dans les systèmes à sangle, résultant en un signal plus propre.
Comprendre les compromis
Bien que l'IMU plantaire intégrée offre une fidélité de signal supérieure, il est important de reconnaître le contexte opérationnel.
Spécificité de l'intégration
Le principal compromis est que le capteur est lié à l'interface de la chaussure. Contrairement à un capteur à sangle universellement adaptable à n'importe quelle jambe, un système intégré dépend de la conception spécifique de la semelle intérieure.
Cela signifie que la qualité des données dépend en partie de l'ajustement et de la qualité de la chaussure elle-même. Si la chaussure est trop lâche, même un capteur intégré peut perdre une partie de son avantage de couplage.
Faire le bon choix pour votre objectif
Le choix entre ces types de capteurs dépend de la granularité spécifique des données requises par votre analyse.
- Si votre objectif principal est l'analyse d'impact : Choisissez l'IMU plantaire intégrée pour capturer des signaux non atténués qui reflètent la force réelle de l'impact du pied.
- Si votre objectif principal est la pureté du signal : Choisissez l'IMU plantaire intégrée pour éviter les artefacts de bruit à haute fréquence inhérents au mouvement des sangles et au glissement de la peau.
En ancrant le capteur à la semelle intérieure, vous privilégiez la précision des données par rapport à la commodité d'une fixation externe.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | IMU plantaire intégrée | Capteur tibial à sangle |
|---|---|---|
| Point de capture des données | Interface pied-chaussure | Tibia (en amont de la cheville) |
| Atténuation du signal | Minimale (contourne l'amortissement de la cheville) | Significative (la cheville amortit le signal) |
| Bruit mécanique | Éliminé (fixation stable de la semelle intérieure) | Élevé (mouvement de la sangle, artefacts cutanés) |
| Pureté des données | Élevée (signaux bruts, non atténués) | Plus faible (signaux amortis, bruités) |
| Application principale | Analyse d'impact, intégrité du signal | Cinématique générale des membres |
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Références
- Christopher Napier, Amy Schneeberg. Differences in Peak Impact Accelerations Among Foot Strike Patterns in Recreational Runners. DOI: 10.3389/fspor.2022.802019
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .
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