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2012年9月17日星期一

復健-遮蔽效應 pt.1

週三(9/12)跟佑佶前往心衛協會進行部落格教學，教學結束後在路上與佑佶討論最近遇到的問題，遮蔽現象。

在三維空間中，肩與肘這兩座標形成一個向量，當手臂舉起來到達90度上下的位置，會產生遮蔽現象。真實世界中當我們看"手臂伸直"這畫面時，手臂看起來是直的，但是仔細一看可發現，手肘的高度會比肩膀與手腕低，如此會造成kinect偵測時判斷到的角度是錯誤的。例如：現實空間中應該是80度的角度，kinect偵測會讀到40度或是其他的角度，而且讀到的角度會一直亂跳。

一開始的時候，我想到的解決辦法是採用肩與手腕來做判斷，

上下高度的方向為y軸，當肩y = 腕y，這樣的情況代表手臂與身體呈垂直90度，如此的情況會產生遮蔽效應，讀到的值非90度，那麼我們就把手肘的y座標加到跟肩膀的y座標一樣的值即可，但是這樣做有個盲點，做復健時手臂不會永遠都是伸直的，而且依這邏輯去寫程式也不太好寫，後來就在邊走路邊找東西吃的時候我想到一個更好的辦法，

我們在做復健時，手肘與手腕的座標會一直改變，但是肩膀的y座標不變，遮蔽效應產生的主因是在一個範圍之內，讀到的y座標是錯誤，於是我們只要將手肘y座標的值加到跟肩膀y座標的值一樣就可以了，如此就可以解決角度判斷錯誤太大的問題。

依照我的想法，佑佶週三晚上就開始撰寫程式，禮拜四(9/13)討論時我們又遇到新的問題，復健動作正常情況是，手自然垂放，接著向上舉起，這樣的動作目前沒有問題，

但是當我們手不是由下往上舉，而是手快速舉起並往前伸直時(上方右圖)，又會產生遮蔽現象的問題，當時與佑佶討一起討論後得出較好的方法是，依復健者的能力分區

我們有想過，現實生活中的復健並不會做到非常精確的角度，可能是下往上大概九十度，大概四十五度，它是一個略值，所以我們取大概的範圍即可，依照此想法出來的就是把手揮動的空間分段，如上圖所示

9/17(一)的討論

今天下午開完發明展的行前會後，佑佶跟我說他想到新的判斷方法。我們已經知道，產生遮蔽效應時，Kinect會讀到錯誤的手肘y座標，使得角度判斷錯誤，既然如此，我們可以在手自然垂放時，先記錄下肩膀y與手肘y這段的距離，暫時令之為A，手臂舉起後，如果讀到的長度不等於A，那麼就代表產生了遮蔽效應。
佑佶今天試著依這想法寫判斷式，不過目前還在DEBUG的階段

2012年8月26日星期日

復健-角度偵測判定的想法與概念 pt.2

今天再來寫一下研究進度，因為paper開工後可能就放著進度紀錄不管了 :P

先前與學長討論用內積的方式做出角度判斷，在周六晚上已經成功弄出三維空間的向量了，今天下午找資料時發現一個很實用的程式碼Vector3D.AngleBetween，他可以讓我們直接做角度判斷，而不用很麻煩的寫內積公式來求cos再求acos

接下來的部分與佑佶共同討論，我只是負責記錄的。

所夾角度的判斷，這個問題解決後，我們今天下午討論時遇到的第一個問題是，如何夾出角度。應該說手舉起來後，我要相對於哪個向量來夾出我所要偵測的角度。

為了解決這問題，我想到讓手自然垂放這動作當作初始化的動作

也就是說，把手自然垂放時的向量當作vector1，手舉起來後的向量當作vector2，這樣就能夾出一個角度，於是佑佶想出了下面的判斷式
(PS: Z軸深度、X軸左右方向、Y軸上下高度，肩膀簡稱為肩，手肘簡稱為肘 )

if(肩x==肘x && 肩z==肘z && 肩y > 軸y)

{

vector1; //手自然垂放時的向量

vector2; //手舉起來時的向量

AngleBetween(vector1, vector2 ); //求出兩向量所夾的角度

}

晚上實測後遇到的第一個問題就是向量跑不出來。經過討論後我們發現，現實生活中，肩x不會那麼剛好等於軸x，所以無法進入if 迴圈來產生向量，這個問題在設定誤差值後理論上應該能解決。

在討論時佑佶還有想到一個問題，就是在if迴圈裡所得到的角度，出了迴圈後就消失，經討論後，只要在外面設一個變數，讓這個變數儲存所得到的角度即可，原本的架構變為

double storage;

if(肩x==肘x && 肩z==肘z && 肩y > 軸y)

{

vector1; //手自然垂放時的向量

vector2; //手舉起來時的向量

AngleBetween(vector1, vector2 ); //求出兩向量所夾的角度

storage = AngleBetween;

}

這樣的話照理來說就能在離開if後繼續用所得到的夾角值，不過我有想到一個問題，這是簡單只存一個數值的時候，可是以後要存多個值的時候，可能要用到陣列用到指標，指標的部分我還需要加強，才可能弄得出多個數值的儲存吧我想。

2012年8月25日星期六

復健-角度偵測判定的想法與概念 pt.1

本篇內容全都是與佑佶共同討論出的結果，我只是負責記錄的。

好久沒寫作研究的部落格了，今天寫的是這週跟佑佶討論的內容。
佑佶與物理治療師討論後決定用角度做為判斷復健動作是否標準，優點是可依復健者能力的不同，來輸入不同的角度，因為判定的方式從角度改為座標，理論上可以做到更精細的復健動作。
看了佑佶傳給我的資料，我決定先從肩關節內轉來構思如何做角度判定。