Metrological characterization of a 3D vision system for human posture measurement

Markerless motion capture systems have been developed in an effort to evaluate human movements in a natural setting. However, the accuracy and reliability of these systems remain nowadays understudied. Therefore, the goal of this study is to quantify the accuracy and repeatability of human limbs detection using a single markerless motion capture system, the Microsoft Kinect V2. The attention is mainly focused on the static measurements of human limbs. Specifically, the length of forearms, arms, thighs, legs and spine and the angle of the elbows and knees have been evaluated. The experimental tests and the following analysis showed preferential positions of measuring in terms of distance and angular position between the sensor and the target. The presence of occluded or hidden limbs and close subject represent some of the most critical problems of body detection returning misleading results.

I sistemi di motion capture di tipo markerless sono stati sviluppati nel tentativo di valutare i movimenti umani in un modo il più naturale possibile. Tuttavia, la precisione e l’affidabilità di questi sistemi rimangono tuttora poco studiati. Pertanto, l'obiettivo di questo studio è quello di qualificare la precisione e la ripetibilità del rilevamento del corpo umano utilizzando come unico sistema di acquisizione, il sensore Kinect V2. L'attenzione è focalizzata principalmente sulla misura statica di arti umani. In particolare è stata misurata la lunghezza di avambracci, braccia, cosce, gambe e della colonna vertebrale e l'angolo dei gomiti e delle ginocchia. Le prove sperimentali, e la loro conseguente analisi, ha mostrato posizioni preferenziali di misura in termini di distanza e posizione angolare tra il sensore e il bersaglio. La presenza di arti occlusi o nascosti e soggetti eccessivamente vicini al sensore rappresentano alcuni dei problemi più critici per il rilevamento del corpo, restituendo risultati fuorvianti e discosti dalla realtà.