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Estimation de l'axe hélicoïdal fini et instantané à partir de données cinématiques : étude comparative

Mecheri, Hakim (2005). Estimation de l'axe hélicoïdal fini et instantané à partir de données cinématiques : étude comparative. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'objectif général de ce travail est la comparaison et la validation de huit méthodes d'estimation de l'AHF et de quatre méthodes d'estimation de l'AHI, pour un mouvement d'un corps rigide présentant un vecteur vitesse angulaire d'orientation fixe mais de norme variable. Ces méthodes sont basées sur les trajectoires d'au moins trois points non colinéaires d'un corps rigide en mouvement. Ce travail comporte trois parties comparatives. Les comparaisons sont effectuées dans un contexte d'une simulation Monté Carlo et d'une validation expérimentale. Les première et deuxième parties concernent les huit méthodes de l'AHF et les quatre méthodes de l'AHI respectivement. La troisième consiste à évaluer l'approximation de l'AHI par l'AHF. Dans cette étude l'effet du filtrage et du nombre de marqueurs utilisés pour l'estimation de l'axe hélicoïdal ont été vérifiés.

Titre traduit

Estimation of the finite and instanteneous helical axis from kinematic data: a comparative study

Résumé traduit

The instantaneous helical axis (IHA) concept and his finite counterpart (FHA) are widely used in biomechanics. It is used to compare the performance of different prosthesis, to compare healthy and pathological joints, to study the progression of pathologies by comparing movements' amplitude, to asses the effectiveness of a treatment or a chirurgical act.

There are many algorithms based on kinematics data to estimate helical axis, in the literature. The question is: are these algorithms equivalent?

To date, there are no many comparative studies to answer this question, and the few that exists just give a partial answer.

The scope of this work is to compare and validate eight algorithms for the estimation of the finite helical axis (FHA) and four algorithms for the estimation of the instantaneous helical axis (IHA). These algorithms are based on the trajectories of at least three non collinear markers attached to the moving rigid body. There are three distinct parts in this study. The first and second ones consist on the evaluation and comparison of the FHA's and IHA's algorithms respectively, under a Monte Carlo simulation and an experimental validation. The third part was to evaluate the approximation of the IHA by its finite counterpart (FHA).

The results showed that the filtering process and the number of markers influence the estimation of the helical axis. The eight algorithms for the FHA estimation can be divided on three classes depending on their accuracies. The four IHA's algorithms can be divided on two classes. The approximation of the IHA by the FHA is acceptable for sampling frequencies around 100 Hz and movements with maximum angular velocity around 2 rad/s.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la production automatisée". Bibliogr.: f. [141]-147.
Mots-clés libres: Axe, Cinematique, Comparaison, Corps, Donnee, Estimation, Fini, Helicoidal, Instantane, Rigide.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Aissaoui, Rachid
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 15 févr. 2011 21:16
Dernière modification: 02 nov. 2016 00:39
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/321

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