Captiv Motion人機工效分析系統

概述

法國INRS與 法國TEA公司聯合開發的Captiv Motion可穿戴人體運動捕捉與人機工效分析系統是*個基于無線慣性傳感技術的全身三維動作捕捉及工效學評價系統。Captiv Motion系統結合了加速度傳感器、陀螺儀、方位傳感器實時采集人體動作，位置，速度，關節角度，扭矩（可用數據包括：Flexion / extension,彎曲/伸展；Abduction / adduction,外展/內收；Torsion,扭轉以及Angular velocity,角速度與Angular acceleration.角加速度等。）等信息，實時同步結合可穿戴無線眼動儀、可穿戴無線腦電儀、以及無線人因傳感器（肌電、心電、皮電、皮溫、體溫。。。），對數據無損耗，既可以基于實驗室進行模擬實驗，也可*脫離固定場地在野外真實世界進行現場研究?？蓪崟r顯示被捕捉者的動作及各種測量數據，具有傳統的人機工程分析系統以及人體動作捕捉系統*的優勢。 

*數據同步采集分析功能

· 移動眼動追蹤

· 無線腦電測量

· 角度測量

· 力量測量

· 基于皮電及心率的情緒評估

Captiv可穿戴動作捕捉系統，可代替測角計及扭矩計的功能，能夠計算3D空間內四肢/關節的方向以及旋轉性。該系統具有高魯棒性/穩定性（對金屬以及磁場環境不敏感），追蹤更快，允許提供CAPTIV交鑰匙解決方案，是當前世界上*一款動作捕捉設備可以同其他人因工效研究設備實時同步采集數據的工效學研究平臺系統。 

系統特點

· 無線、實時進行人體動作捕捉及人機數據分析，對動作無束縛

· 誤差小、度高、無漂移

· 安裝僅需5分鐘，不需要穿戴配套服裝

· 無需特定實驗室，可在室內和室外任意場地測試

· 數據可以使用存儲卡記錄模式，活動空間不受限制

· 軟件及硬件支持無線表面肌電、無線腦電、無線眼動、無線生理、行為視頻等設備的同步采集

· 實時大腦認知、視覺注意力、情緒變化、行為視頻及生物力學分析數據窗口同時顯示

· 同步分析角度、角速度、力量、情緒評估等多維數據

· 數據可回放、動作可分析、追蹤、調整

· 無需進行數據整理、過濾和后期加工

· 超出捕捉范圍無需重新校對

· 可將分析數據以Excel表格的形式導出

· 可輸出通用的動態捕捉文件格式及BVH 數據

· 可連續測試8小時以上

· 環境適應性強，可在+50至-50度的環境下工作

規格參數 

2、Captiv人機工程分析系統的應用

Captiv人機工程分析系統研究應用領域：人因工程、人的因素研究、作業環境安全研究、心理學研究、行為觀察評估、人機界面設計、產品（廣告）營銷、汽車/航空駕駛（交通安全）、工業管理、工業設計、產品可用性測試/用戶體驗、人機交互研究、職業安全與健康評估、生物力學及生理學研究、環境行為研究、體育科學研究。

3D虛擬現實環境：為實現人與虛擬環境及系統的交互，必須確定參與者的頭部、手、身體等的位置與方向，準確地跟蹤測量參與者的動作，將這些動作實時檢測出來。這些工作對虛擬現實環境研究是*的，Captiv可穿戴動作捕捉系統很好的解決了這一問題。

人機交互/人因工程領域：人機交互功能在工作場所的應用已變得越來越重要。例如，裝配線生產中，由于Captiv可穿戴動作捕捉系統的重量輕，便于攜帶因此不會妨礙正常工作，所以被測試者可以進行正常的工作活動的同時，其運動能夠被從遠處記錄，這就意味著研究人員能夠不必進入工作區域就能夠對工作人員的活動進行評估。

交通安全領域：例如，Captiv可穿戴動作捕捉系統可以捕獲駕駛員車輛運行中或坐入、退出車輛時的人機交互運動，同時獲得隨著時間的推移姿勢的變化的分析，以及對現實場景的反應和進行各種控制時對姿勢變化的評估等。

體育運動領域：Captiv可穿戴動作捕捉系統可以捕捉運動員的動作，便于進行量化分析，結合人體生理學、物理學原理，研究改進的方法，使體育訓練擺脫純粹的依靠經驗的狀態，進入理論化、數字化的時候。還可以把成績差的運動員的動作捕捉下來，將其與運動員的動作進行對比分析，從而幫助其訓練。

另外，在人體工程學研究、模擬訓練、生物力學研究等領域，Captiv可穿戴動作捕捉系統同樣具有重要的研究意義。 

3、Captiv Coding行為觀察分析系統軟件模塊 

在某種特定物理環境以及某種工作條件下對人類動作、行為以及生理指標的觀察是研究人類行為的基本方法，行為學研究的基本技術是記錄在某種環境下人在什么時候做了什么，需要記錄這些行為在哪里發生以及和誰發生的。你可以手動記錄以及編碼各種行為。所有的數據流可以同時回放。記錄被研究對象各種行為發生的時刻、發生的次數和持續的時間，然后進行統計處理，得到分析報告。

Captiv系統可以用來記錄分析被研究對象的動作，姿勢，運動，位置，表情，情緒，社會交往，人機交互等各種活動，通過分析可以得出各種行為*次發生的時間、總計發生的次數、頻率、每次發生的時間、總的持續時間、總的持續時間在全部觀察時間中所占的百分比、zui短的持續時間、zui長的持續時間、平均的持續時間、總持續時間、持續時間的標準差、持續時間間隔置信區間等。，這將會給您提供一個*的解決方案。 

4、Captivfacecoding面部表情分析系統軟件模塊 

（1）通過視頻和圖像識別技術來實現表情和情緒分析功能。全自動的識別面部圖像特性的分析系統，可將表情劃分為以下幾類：高興(happy),悲傷(sad),生氣(angry),驚訝(surprised),厭惡(disgusted)。

（2）系統接受三種來源方式：視頻文件，網絡攝像頭實時分析；分析圖片文件。

（3）系統面部表情系統提供多種數據可視化圖表，如餅圖、曲線圖，柱狀圖等，并且結合行為視頻、生理、眼動、腦電等數據進行統計處理，得到分析報告。

（4）情緒分析模塊，單獨結合EDA數據進行基于事件相關的表情與皮電同步分析。

基于生理數據事件相關的行為分析模塊

基于生理數據事件相關的行為編碼分析模塊：根據生理變化對應同步采集的行為視頻進行編碼，并記錄被研究對象各種行為發生的時刻、發生的次數和持續的時間，然后進行統計處理，得到分析報告。 

5、Captiv fortobii眼動數據同步模塊

基于眼動數據事件相關的行為分析模塊

基于眼動數據事件相關的行為編碼分析模塊：根據眼動興趣區域對應同步采集的行為視頻進行編碼，并記錄被研究對象各種注視行為發生的時刻、發生的次數和持續的時間，然后進行統計處理，得到分析報告。 

6、Captiv Physio生理數據同步模塊

INRS與法國TEA公司聯合開發的無線生理記錄儀是心理與行為研究中數據采集的的*科研產品，該系統采用的無線傳感器技術，目前是世界上*的無線傳感器技術，無需連接任何線纜的數據記錄器與傳感器實現通訊：讓被試忘記連接線纜帶來的約束與不適感覺，在操作作業中可以在*自然不受任何干擾的狀態下采集數據，行動*自由！ 

1、無線記錄儀： 

數據記錄儀與無線傳感器之間的無線數據傳輸通訊之間無任何線纜連接，允許個體以真實自然的方式活動，行動*自由。具有超大的觸摸屏與功能強大的分析軟件，針對需要專業研究的實驗室或真實世界現場研究來說，無線傳感器技術解決方案是您*選擇；系統中無線傳感器可以與Tobii眼動儀同步采集數據，并且導入Captiv軟件進行實時、同步、多維度分析。

無線傳感器系統可以與行為數據音視頻同步采集，并且在行為觀察分析軟件進行實時、同步、多維度分析，可以擴展同步眼動數據、生理學、生物力學、環境等數據。

技術指標：

（1）采樣率：2048 Hz

（2）帶寬： 2048 Hz

（3）通道數：16

（4）分辨率： 16 bits  

（5）數據傳輸：USB 2.0接口

（6）數據記錄主機：117 x 73 x 23 mm

（7）顯示屏：2,8”觸屏

（8）重量： 170 g

（9）電源：集成電池, 通過USB 接口或者便攜式箱

（10）存儲： SD‐SDHC‐MMC

可以通過所有的無線傳感器同步在線分析人體的動作次數、動作習慣、動作頻率、持續時間等，情緒、緊張、反應狀態的分析。 

可穿戴生理記錄儀具備無線傳感器技術，所有的傳感器與主機之間通過藍牙無線傳輸數據，對作業人員沒有任何干擾，數據可以通過無線同步傳輸至行為觀察分析系統中與行為數據同步采集，結合同步的行為視頻Video數據、眼動追蹤ET數據、空間定位GPS數據等進行同步分析。

1）T-Sens無線肌電傳感器

2）T-Sens 無線心電傳感器
T-Sens無線肌電傳感器能夠測量表面肌電。肌電均方根數據值直接由T-Sens傳感器進行統計計算。

T-Sens無線心電傳感器能夠采集心電原始信號。心電傳感器有帶標準電極連接線和胸帶式兩種 

3）T-Sens無線心率傳感器

T-Sens無線心率傳感器能夠通過胸帶式傳感裝置采集心率值。常用于心理壓力和緊張程度的分析、工作條件艱苦程度分析和工作表現評估。 

4）T-Sens無線呼吸傳感器

T-Sens無線呼吸傳感器能夠采集xiong部和腹部活動的信號，該裝置可分析呼吸節律和振幅。 

5）T-Sens無線溫度傳感器

T-Sens無線溫度傳感器能夠采集機體皮膚溫度和環境溫度。可用于工作或作業條件艱苦程度分析和環境研究等。 

6）T-Sens無線皮電傳感器

T-Sens無線皮電傳感器能夠采集皮膚電信號。可用于壓力負荷分析和生物反饋等。　　

7、系統兼容的數據來源列表

基于心理行為同步或者人機環境數據同步的多模式研究。 

現在越來越多的研究人員把明顯的觀察結合其他的生理特征，如腦電波、眼睛的注視軌跡、心率、脈搏、人體運動速度、力量、GPS空間位置、物理環境變化等，進行人機環境同步研究。多源數據同步采集并且可以和視頻匹配，可以降低研究的工作量以及提升度。

1、 眼動數據實時同步模塊、Tobii眼動、faceLAB駕駛眼動儀

2、 腦電數據實時同步模塊、Emotiv無線腦電、B-Alart無線腦電、Enobio無線腦電 

3、生理與生物反饋數據實時同步模塊、BioNeuro生物反饋儀、Captiv無線生理儀 

4、物理環境數據實時同步模塊、BAPPU環境測量 

5、動作捕捉數據實時同步模塊、T-sens Motion動作捕捉 

6、生物力學數據實時同步模塊、BioMetrics生物力學分析、T-sens生物力學傳感器 

7、表面肌電數據實時同步模塊、sEMGT-sens表面肌電傳感器 

8、空間定位數據同步模塊、T-BLET GPS無線傳感器