Roll-over shapes for 9 human candidates with and without shoes: measurement data, evaluation scripts and results

doi:doi:10.35097/1133

Roll-over shapes for 9 human candidates with and without shoes: measurement data, evaluation scripts and results

Abstract: Zur Bestimmung von Abrollformen (englisch: roll-over shapes) für den Fuß wurden Experimente mit neun Probanden durchgeführt (4 männlich, 5 weiblich). Durch ein Motion Capture System werden die Positionen von Markern erfasst, die an den Knöcheln und dem Großzehengrundgelenk angebracht sind, während die Probenden geradeaus gehen. Zur Messung der Kontaktkräfte werden zwei Kraftmessplatten genutzt, auf die die Probanden während dem Gehen auftreten. Aus den Rohdaten wird jeweils die Trajektorie des Sprunggelenks extrahiert, während der Fuß auf einer der Kraftmessplatten abrollt. Aus diesen Trajektorien wird eine Abrollform für jeden Fuß erstellt. Das genaue Vorgehen ist in der Dissertation "Über den Einfluss der Fußgeometrie auf die Energieeffizienz beim zweibeinigen Gehen" (Ulrich J. Römer, 2019, DOI: 10.5445/KSP/1000089994) geschrieben. Abstract: Experiments with nine subjects (4 male, 5 female) are conducted to determine roll-over shapes for their feet. The position of markers at the knuckles and the metatarsal joint is measured via motion capturing for straight walking. Two force plates are used to measure contact forces during walking. The respective ankle trajectories are extracted from the raw data while a foot is rolling on one of the force plates. Roll-over shapes are created to fit the trajectory. A etailed description of the method and the models is given in the PhD thesis "Über den Einfluss der Fußgeometrie auf die Energieeffizienz beim zweibeinigen Gehen" (Ulrich J. Römer, 2019, DOI:10.5445/KSP/1000089994, in German). TechnicalRemarks: Die Rohdaten und die Skripte zur Auswertung der Abrollfomen sind als Matlab-Dateien abgelegt. Der Matlab-Code zur Auswertung der Modelle für die Abrollform wird automatisch aus dem Maple-Worksheet "RegFoot.mw" generiert und im Unterordner "m_functions_out" abgelegt (Maple wird zur Ausführung des Matlab-Codes nicht benötigt, alle Dateien sind bereits erzeugt). Aus den Rohdaten in "raw_data.mat" werden mit dem Skript "a_preproc_data.m" die Trajektorien der Sprunggelenke für die Abrollbewegung auf der Kraftmessplatte extrahiert und in "preproc_data.m" gespeichert. Mit dem Skript "b_fitted_data.m" werden an diese Trajektorien die Modelle für die Abrollform angepasst. Zum Fitten der Daten wird die Funktion "fitfoot.m" aufgerufen. Die Daten für die gefitteten Modelle werden in "fitted_data.mat" gespeichert. Mit dem Skript "c_postproc_data.m" werden aus diesen gefitteten Daten Plots für die Geometrie und die Trajektorien des Modells und der Messung erzeugt und im Unterordner "results" gespeichert. Alle Plots sind als png-Dateien Teil dieses Datensatzes.

BibTex:

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    abstract = {Abstract: Zur Bestimmung von Abrollformen (englisch: roll-over shapes) für den Fuß wurden Experimente mit neun Probanden durchgeführt (4 männlich, 5 weiblich). Durch ein Motion Capture System werden die Positionen von Markern erfasst, die an den Knöcheln und dem Großzehengrundgelenk angebracht sind, während die Probenden geradeaus gehen. Zur Messung der Kontaktkräfte werden zwei Kraftmessplatten genutzt, auf die die Probanden während dem Gehen auftreten. Aus den Rohdaten wird jeweils die Trajektorie des Sprunggelenks extrahiert, während der Fuß auf einer der Kraftmessplatten abrollt. Aus diesen Trajektorien wird eine Abrollform für jeden Fuß erstellt. Das genaue Vorgehen ist in der Dissertation "Über den Einfluss der Fußgeometrie auf die Energieeffizienz beim zweibeinigen Gehen" (Ulrich J. Römer, 2019, DOI: 10.5445/KSP/1000089994) geschrieben.
Abstract: Experiments with nine subjects (4 male, 5 female) are conducted to determine roll-over shapes for their feet. The position of markers at the knuckles and the metatarsal joint is measured via motion capturing for straight walking. Two force plates are used to measure contact forces during walking. The respective ankle trajectories are extracted from the raw data while a foot is rolling on one of the force plates. Roll-over shapes are created to fit the trajectory. A etailed description of the method and the models is given in the PhD thesis "Über den Einfluss der Fußgeometrie auf die Energieeffizienz beim zweibeinigen Gehen" (Ulrich J. Römer, 2019, DOI:10.5445/KSP/1000089994, in German).
TechnicalRemarks: Die Rohdaten und die Skripte zur Auswertung der Abrollfomen sind als Matlab-Dateien abgelegt. Der Matlab-Code zur Auswertung der Modelle für die Abrollform wird automatisch aus dem Maple-Worksheet "RegFoot.mw" generiert und im Unterordner "m_functions_out" abgelegt (Maple wird zur Ausführung des Matlab-Codes nicht benötigt, alle Dateien sind bereits erzeugt). Aus den Rohdaten in "raw_data.mat" werden mit dem Skript "a_preproc_data.m" die Trajektorien der Sprunggelenke für die Abrollbewegung auf der Kraftmessplatte extrahiert und in "preproc_data.m" gespeichert. Mit dem Skript "b_fitted_data.m" werden an diese Trajektorien die Modelle für die Abrollform angepasst. Zum Fitten der Daten wird die Funktion "fitfoot.m" aufgerufen. Die Daten für die gefitteten Modelle werden in "fitted_data.mat" gespeichert. Mit dem Skript "c_postproc_data.m" werden aus diesen gefitteten Daten Plots für die Geometrie und die Trajektorien des Modells und der Messung erzeugt und im Unterordner "results" gespeichert. Alle Plots sind als png-Dateien Teil dieses Datensatzes.},
    author = {Römer, Ulrich J.},
    doi = {10.35097/1133},
    institution = {RADAR},
    title = {Roll-over shapes for 9 human candidates with and without shoes: measurement data, evaluation scripts and results},
    url = {https://service.tib.eu/ldmservice/vdataset/rdr-doi-10-35097-1133},
    year = {2023}
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