МЕТОДОЛОГІЯ БЕЗКОНТАКТНОГО ВИМІРЮВАННЯ КІНЕМАТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РУХУ ЛЮДИНИ З ВИКОРИСТАННЯМ МУЛЬТИМОДАЛЬНИХ СИСТЕМ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ

Анотація

В умовах стрімкої цифровізації вимірювальних процесів дедалі актуальнішим стає питання метрологічного забезпечення апаратно-програмних комплексів, що використовують методи штучного інтелекту для кількісного та якісного оцінювання фізичних величин. У роботі представлено результати дослідження метрологічних характеристик мультимодальної вимірювальної системи, призначеної для безмаркерного захоплення руху та аналізу кінематичних параметрів людини. Об'єктом тестування для валідації методології обрано гру в настільний теніс, яка характеризується високою динамікою зміни вимірювальних величин.

Розроблено структурну модель формування похибок у вимірювальному каналі на основі монокулярної камери та алгоритмів нейронної мережі OpenPose. Оцінено складові бюджету невизначеності, зокрема інструментальний, методичний та алгоритмічний внески. Запропоновано підхід до валідації класифікаційних рішень системи шляхом порівняння з еталонними значеннями, отриманими методом експертної кваліметрії з перевіреним коефіцієнтом узгодженості експертів (статистика каппа Фляйса). Результати експериментального дослідження демонструють досяжну точність ідентифікації кінематичних патернів на рівні 73–82% за умови мінімізації ефектів оклюзії та розмиття руху (motion blur). Крім того, аналіз бюджету невизначеності визначає розмиття руху на високій швидкості та низькі частоти дискретизації як основні обмежувальні фактори, що свідчить про те, що збільшення частоти кадрів до 60-120 кадр/с є важливим для високоточної апроксимації траєкторії в динамічних спортивних середовищах. Ця робота закладає підґрунтя для розроблення стандартизованих методик калібрування інтелектуальних систем спортивної телеметрії.