noraxon Ultium Motion作为可穿戴3D运动捕捉系统,凭借灵活的使用特性,可与Ultium Portable Lab便携实验室实现无缝适配,满足不同场景下的运动数据采集与分析需求。本文将详细讲解Ultium Motion搭载便携实验室的全流程、适配前提、操作步骤及注意事项,为相关使用者提供清晰的指引,助力高效完成设备搭载与使用。

一、适配基础认知
(一)noraxon公司及核心产品简介
noraxon公司专注于人体运动指标与生物力学研究解决方案领域,拥有多年行业积淀,始终以创新为核心目标,持续研发实用、灵活的硬件与软件产品,满足实验室、场地、临床等多场景下的运动测量需求。公司致力于打造高质量、可靠的人体运动测量与分析技术,其产品通过多项国际认证,在全球范围内提供专业的技术支持与服务。
Ultium Motion是noraxon推出的可穿戴3D运动捕捉系统,基于惯性测量单元(IMU)技术,无需依赖固定光学实验室,可在自然环境中实现人体运动数据的精准采集。该系统具备灵活的使用特性,能够捕捉关节角度、 segment方位、加速度等多种运动参数,为生物力学分析提供全面的数据支撑。
Ultium Portable Lab是noraxon推出的模块化便携生物力学实验室,采用“箱内实验室”的设计理念,将多种数据采集模块整合于定制箱体中,可实现随时随地的生物力学数据采集与分析。其模块化设计允许使用者根据需求灵活配置组件,适配不同的研究与应用场景。
(二)适配核心意义
Ultium Motion与Ultium Portable Lab的适配,打破了传统运动捕捉对固定实验室的依赖,实现了“可移动、高精准、全场景”的生物力学数据采集模式。通过搭载适配,使用者可将Ultium Motion的运动捕捉能力与便携实验室的集成化、模块化优势相结合,在实验室之外的自然环境、运动场地、临床场景等多种场景下,完成高质量的运动数据采集与分析,拓展了运动测量与生物力学研究的应用范围。
同时,二者的适配遵循noraxon统一的技术标准,确保数据采集的一致性与可靠性,减少设备兼容问题带来的干扰,提升数据采集与分析的效率,为后续的研究、评估与应用提供坚实的基础。
(三)适配核心原则
1. 兼容性原则:Ultium Motion与Ultium Portable Lab的适配需遵循noraxon制定的硬件与软件兼容标准,确保二者在硬件连接、数据传输、软件控制等方面能够无缝协同,避免出现设备无法识别、数据丢失等问题。
2. 模块化适配原则:依托Ultium Portable Lab的模块化设计,根据Ultium Motion的使用需求,灵活选择对应的适配模块,无需额外添加无关组件,实现资源的合理利用,同时降低设备搭载的复杂度。
3. 稳定性原则:适配过程中需注重设备连接的稳定性与数据传输的可靠性,确保在移动场景下,Ultium Motion能够持续、稳定地向便携实验室传输运动数据,避免因连接松动、信号干扰等因素影响数据采集质量。
4. 便捷性原则:适配流程设计需简洁易懂,操作步骤便捷,便于使用者快速完成设备搭载与调试,减少繁琐操作带来的时间成本,提升使用体验。
二、适配前提准备
(一)设备准备
1. Ultium Motion设备检查
在进行适配前,需对Ultium Motion相关设备进行全面检查,确保设备处于正常工作状态。检查内容包括:运动传感器外观无破损、无松动,传感器的充电状态正常,能够正常开机并发出信号;传感器的连接部件(如绑带、固定件)完好,可稳定固定在人体相应部位;Ultium接收器外观完好,接口无损坏、无松动,能够正常接收传感器传输的信号。
同时,需确保Ultium Motion传感器与接收器的固件版本一致,若存在版本差异,需提前进行固件更新,避免因版本不兼容导致适配失败。固件更新可通过noraxon官方提供的软件工具完成,更新过程中需确保设备电量充足,避免中途断电影响更新效果。
2. Ultium Portable Lab设备检查
对Ultium Portable Lab便携实验室进行全面检查,确保实验室整体状态正常。检查内容包括:定制箱体无破损、无变形,箱体内部的模块固定装置完好,能够稳定固定各个适配模块;箱体内的充电模块、同步集线器、接口等部件外观完好,接口无松动、无损坏,能够正常供电与数据传输;实验室配套的软件(如Myo Research 4)已正确安装,且软件版本与Ultium Motion设备兼容。
此外,需检查Ultium Portable Lab的供电状态,确保内置充电模块电量充足,或能够通过外接电源正常供电,避免在适配与使用过程中出现断电情况。
3. 适配辅助设备准备
根据适配需求,准备必要的辅助设备,包括:符合要求的USB数据线(用于连接Ultium接收器与便携实验室的同步集线器)、传感器绑带(用于将Ultium Motion传感器固定在人体相应部位)、笔记本电脑(用于安装配套软件,进行设备控制与数据处理)等。辅助设备需确保质量合格,能够与Ultium Motion及Ultium Portable Lab兼容,避免因辅助设备问题影响适配效果。
(二)环境准备
1. 场地环境要求
选择平整、开阔、无明显干扰的场地进行适配操作,避免在拥挤、杂乱的环境中进行,防止设备碰撞、损坏,同时减少环境因素对信号传输的干扰。若在户外进行适配,需避免在强磁场、强电磁辐射、高温、潮湿等环境中操作,这些环境可能会影响Ultium Motion传感器的信号采集精度,以及设备的正常工作状态。
2. 信号环境要求
适配过程中,需确保场地内无明显的信号干扰源,如大型电子设备、无线信号发射器等,这些设备产生的信号可能会干扰Ultium Motion传感器与接收器之间的信号传输,导致数据丢失、传输延迟等问题。同时,需确保Ultium Motion传感器与接收器之间的距离在有效传输范围内,避免因距离过远导致信号减弱或中断。
(三)人员与软件准备
1. 人员准备
参与适配操作的人员需熟悉Ultium Motion与Ultium Portable Lab的基本结构、操作方法及适配流程,了解相关设备的使用注意事项,能够熟练完成设备的连接、调试与操作。若操作人员对设备不熟悉,需提前学习相关操作手册,或接受专业的操作培训,避免因操作不当导致设备损坏或适配失败。
2. 软件准备
提前在笔记本电脑上安装noraxon官方提供的Myo Research 4软件,该软件是Ultium Motion与Ultium Portable Lab适配及数据处理的核心工具。安装过程中需严格按照软件安装指南操作,确保软件安装完整,无缺失组件。安装完成后,需对软件进行初始化设置,包括语言设置、设备参数设置、数据存储路径设置等,确保软件能够正常识别并控制Ultium Motion与Ultium Portable Lab设备。
同时,需检查软件与设备的兼容性,若软件版本过低,需及时进行更新,确保软件能够支持Ultium Motion与Ultium Portable Lab的所有适配功能。
三、Ultium Motion搭载便携实验室的全流程操作
(一)前期调试
1. Ultium Motion设备调试
将Ultium Motion传感器充满电后,逐一开机,检查传感器的信号发射状态,确保每个传感器都能正常发出信号。将传感器与Ultium接收器进行配对,配对过程中需确保接收器处于正常工作状态,传感器与接收器之间无明显干扰。配对完成后,通过Myo Research 4软件检查传感器的连接状态,确认每个传感器都能被软件正常识别,信号传输稳定。
同时,对Ultium Motion传感器进行校准,校准过程需按照软件提示操作,确保传感器的采集精度符合要求。校准完成后,将传感器妥善放置,避免碰撞、损坏,等待后续安装。
2. Ultium Portable Lab调试
打开Ultium Portable Lab的定制箱体,检查箱体内各个模块的连接状态,确保充电模块、同步集线器、接口等部件连接牢固,无松动。启动便携实验室的供电系统,检查各个模块的供电状态,确保每个模块都能正常供电。
将笔记本电脑通过USB数据线与便携实验室的同步集线器连接,打开Myo Research 4软件,检查软件与便携实验室的连接状态,确认软件能够正常识别便携实验室的各个模块,实现对实验室设备的控制。
(二)硬件连接
1. 接收器与便携实验室连接
将Ultium接收器通过专用USB数据线与Ultium Portable Lab的同步集线器接口连接,连接过程中需确保接口插入牢固,无松动。连接完成后,检查接收器的指示灯状态,若指示灯正常亮起,说明接收器与便携实验室已成功建立连接,能够实现数据传输与供电。
若指示灯未亮起,需检查数据线是否完好、接口是否松动,重新插拔数据线,确保连接正常。若问题仍未解决,需检查接收器与便携实验室的硬件状态,排除设备故障。
2. 传感器与人体固定
根据运动数据采集的需求,将Ultium Motion传感器通过绑带固定在人体的相应部位。固定过程中需确保传感器贴合人体皮肤,无松动,同时避免绑带过紧影响人体运动,或过松导致传感器移位,影响数据采集精度。
固定完成后,检查每个传感器的信号状态,通过Myo Research 4软件确认传感器能够正常采集运动数据,信号传输稳定。若某个传感器信号异常,需检查传感器的固定状态、电池电量及与接收器的连接情况,及时进行调整。
3. 整体连接检查
完成所有硬件连接后,对整体连接情况进行全面检查,确保Ultium Motion传感器、接收器、Ultium Portable Lab及笔记本电脑之间的连接均正常,无松动、无脱落。检查各个设备的供电状态,确保设备电量充足,能够持续正常工作。同时,通过Myo Research 4软件检查所有设备的连接状态,确认软件能够正常控制各个设备,实现数据的实时采集与传输。
(三)软件适配设置
1. 设备识别与添加
打开Myo Research 4软件,进入设备管理界面,软件将自动搜索并识别已连接的Ultium Motion传感器、接收器及Ultium Portable Lab设备。若软件未自动识别设备,可手动点击“添加设备”按钮,按照软件提示完成设备添加操作,确保所有设备都能被软件成功识别。
添加完成后,在软件界面中查看设备信息,确认设备型号、固件版本等信息正确,与实际设备一致。若存在设备信息错误,需检查设备连接情况,重新添加设备。
2. 数据采集参数设置
根据运动数据采集的需求,在Myo Research 4软件中设置相关采集参数,包括数据采集频率、采集时长、数据存储格式等。参数设置需结合实际应用场景,确保采集的数据能够满足分析需求,同时避免因参数设置不当导致数据冗余或采集不足。
此外,需设置数据同步参数,确保Ultium Motion采集的运动数据能够与Ultium Portable Lab的其他模块数据(如EMG数据、视频数据)实现同步,保证数据的一致性与完整性。同步参数设置完成后,需进行测试,确认数据同步正常,无延迟、无错位。
3. 适配模式选择
Myo Research 4软件提供多种适配模式,可根据实际使用场景选择对应的适配模式。不同的适配模式对应不同的设备工作状态与数据采集方式,使用者可根据运动测量的需求,选择合适的适配模式,确保设备能够高效、稳定地工作。
选择适配模式后,软件将自动配置相关设备参数,无需手动进行复杂设置,简化操作流程。适配模式设置完成后,需进行试运行,检查设备的工作状态与数据采集效果,确保适配模式符合需求。
(四)试运行与校准
1. 设备试运行
完成软件适配设置后,启动设备试运行,让人体进行简单的运动(如行走、抬手等),通过Myo Research 4软件实时查看Ultium Motion采集的运动数据,检查数据传输是否稳定、数据是否完整、数据精度是否符合要求。
试运行过程中,需密切关注设备的工作状态,检查传感器的信号状态、接收器的工作状态及便携实验室的供电状态,若出现数据丢失、信号中断、设备异常等情况,需及时停止试运行,排查问题并进行调整。
2. 二次校准
试运行过程中,若发现数据采集精度不符合要求,需对Ultium Motion传感器进行二次校准。校准过程需按照软件提示操作,确保校准步骤正确,校准结果准确。校准完成后,再次进行试运行,检查数据采集精度,直至数据符合要求。
同时,需检查Ultium Portable Lab的其他模块与Ultium Motion的协同工作状态,确保数据同步正常,无明显偏差。若存在数据同步问题,需重新设置同步参数,进行测试调整。
(五)正式搭载使用
1. 采集前准备
正式搭载使用前,需再次检查所有设备的连接状态、供电状态及软件设置,确保设备一切正常。清理场地环境,移除可能影响设备工作的干扰源,确保运动采集过程能够顺利进行。同时,告知参与运动采集的人员相关注意事项,确保其运动姿势规范,避免因运动不当导致传感器移位或数据采集异常。
2. 数据采集
启动Myo Research 4软件的数据采集功能,开始进行运动数据采集。采集过程中,操作人员需密切关注软件界面,实时查看数据采集情况,确保数据传输稳定、数据完整。同时,关注设备的工作状态,若出现设备异常、信号中断等情况,需及时停止采集,排查问题并进行调整,待设备恢复正常后再继续采集。
采集过程中,需按照预设的采集时长与采集频率进行操作,避免随意中断采集或更改采集参数,确保采集的数据具有连贯性与一致性。
3. 数据存储与备份
数据采集完成后,及时将采集的数据存储到预设的存储路径中,存储格式需符合后续分析需求。同时,对采集的数据进行备份,可将数据备份到外接存储设备或云端,避免因设备故障、数据丢失等情况导致采集的数据无法使用。
备份完成后,检查数据备份的完整性,确保备份数据与原始数据一致,无缺失、无损坏。
四、适配过程中的注意事项
(一)设备操作注意事项
1. 设备搬运与存放
Ultium Motion传感器与Ultium Portable Lab均属于精密设备,搬运过程中需轻拿轻放,避免碰撞、摔落、挤压,防止设备损坏。存放时,需将设备放置在干燥、通风、阴凉的环境中,避免高温、潮湿、阳光直射,同时远离强磁场、强电磁辐射源,防止设备性能受到影响。
Ultium Portable Lab的定制箱体需关闭牢固,确保箱体内的模块固定稳定,避免在搬运过程中模块移位、碰撞。Ultium Motion传感器需妥善放置,避免传感器的连接部件、接口受到损坏。
2. 供电管理
适配与使用过程中,需确保所有设备的电量充足,避免因电量不足导致设备关机、数据丢失。Ultium Motion传感器需提前充满电,Ultium Portable Lab可通过内置充电模块或外接电源供电,使用过程中需密切关注供电状态,及时补充电量。
若使用外接电源供电,需确保电源电压符合设备要求,避免因电压过高或过低导致设备损坏。充电过程中,需按照设备说明书操作,避免过度充电,延长设备电池使用寿命。
3. 接口连接注意事项
进行硬件连接时,需确保接口清洁、无杂物,插入接口时力度适中,避免用力过猛导致接口损坏、松动。连接数据线时,需注意数据线的方向,避免反向插入,损坏接口与数据线。
使用过程中,避免拉扯、弯折数据线,防止数据线断裂、接触不良。若接口出现松动、接触不良等情况,需及时断开连接,检查接口与数据线,进行清理或更换。
(二)软件操作注意事项
1. 软件安装与更新
Myo Research 4软件需从noraxon官方渠道下载安装,避免从非官方渠道下载,防止软件被篡改、植入恶意程序,影响设备正常工作与数据安全。软件更新需及时进行,确保软件能够支持最新的设备功能与适配需求,但更新前需备份软件中的数据,避免更新过程中数据丢失。
更新过程中,需确保设备网络连接稳定,避免中途断网导致更新失败,影响软件正常使用。
2. 参数设置注意事项
进行软件参数设置时,需结合实际应用场景与数据采集需求,合理设置采集频率、采集时长、同步参数等,避免参数设置不当导致数据采集异常、数据冗余或采集不足。参数设置完成后,需进行测试,确认参数设置合理,设备工作正常。
若需更改参数,需先停止设备工作,再进行参数调整,调整完成后重新启动设备,进行试运行,确保参数更改后设备能够正常工作。
3. 数据管理注意事项
采集的数据需及时存储与备份,建立规范的数据管理体系,对数据进行分类、命名,便于后续查找与使用。避免随意删除、修改采集的数据,防止数据丢失或损坏。
若数据出现异常,需及时排查问题,分析异常原因,若为设备或软件问题,需及时调整设备与软件设置;若为数据采集过程中的干扰导致,需重新进行数据采集。
(三)环境与安全注意事项
1. 环境干扰防控
适配与使用过程中,需远离强磁场、强电磁辐射、高温、潮湿、粉尘等环境,这些环境可能会影响Ultium Motion传感器的信号采集精度,导致数据异常,同时可能会损坏设备,缩短设备使用寿命。
若在户外使用,需做好设备的防护措施,避免设备淋雨、暴晒,同时注意场地平整,防止人员摔倒或设备碰撞。
2. 人员安全注意事项
参与适配与运动采集的人员,需熟悉设备的使用方法与注意事项,避免因操作不当导致设备损坏或人员受伤。固定Ultium Motion传感器时,需确保绑带松紧适度,避免过紧影响血液循环,或过松导致传感器移位。
运动采集过程中,需根据参与人员的身体状况,合理安排运动强度与运动时长,避免因运动过度导致身体不适。若出现身体不适,需及时停止采集,采取相应的措施。
(四)常见问题处理注意事项
1. 设备无法识别
若软件无法识别Ultium Motion或Ultium Portable Lab设备,需先检查设备连接情况,确认数据线连接牢固、接口无损坏,重新插拔数据线,重启设备与软件,再次尝试识别。若仍无法识别,需检查设备固件版本与软件版本是否兼容,若不兼容,需进行固件或软件更新。若问题仍未解决,需排查设备硬件故障,联系noraxon官方技术支持。
2. 数据传输异常
若出现数据丢失、传输延迟、数据错位等传输异常情况,需检查设备连接状态,确保接收器与传感器之间无干扰、距离在有效传输范围内,重新调整设备位置,减少干扰。同时,检查软件同步参数设置,重新设置同步参数,进行测试。若问题仍未解决,需检查设备固件版本,进行更新,或排查设备硬件故障。
3. 数据采集精度不足
若采集的数据精度不符合要求,需检查Ultium Motion传感器的固定状态,确保传感器贴合人体皮肤、无松动,重新固定传感器。同时,对传感器进行二次校准,按照软件提示完成校准操作。若问题仍未解决,需检查环境是否存在干扰,调整场地环境,减少干扰因素。
五、适配后的设备维护与保养
(一)日常维护
1. 设备清洁
每次使用完成后,需对Ultium Motion传感器、接收器及Ultium Portable Lab进行清洁。用干净、柔软的布擦拭设备表面,去除灰尘、汗液等污渍,避免污渍附着在设备表面,影响设备性能。传感器的绑带需定期清洗,保持清洁,避免细菌滋生。
清洁过程中,需避免水或其他液体进入设备接口、内部,防止设备短路、损坏。若设备表面有顽固污渍,可使用少量中性清洁剂擦拭,擦拭后用干布擦干。
2. 设备检查
定期对设备进行全面检查,包括传感器的信号状态、电池状态、连接部件状态,接收器的接口状态、工作状态,Ultium Portable Lab的模块连接状态、供电状态等。若发现设备存在异常,需及时进行调整与维修,避免问题扩大,影响设备正常使用。
同时,定期检查软件的运行状态,及时更新软件版本,修复软件漏洞,确保软件能够正常工作。
(二)长期保养
1. 电池保养
Ultium Motion传感器与Ultium Portable Lab的内置电池需进行定期保养,避免过度充电、过度放电,延长电池使用寿命。长期不使用设备时,需将电池充至50%左右的电量,然后存放,定期检查电池状态,每3-6个月对电池进行一次充放电,避免电池老化。
2. 设备存放
长期不使用设备时,需将设备放置在干燥、通风、阴凉的环境中,远离强磁场、强电磁辐射、高温、潮湿、粉尘等环境。将Ultium Motion传感器、接收器放入专用包装盒中,Ultium Portable Lab关闭箱体,确保设备固定稳定,避免模块移位、碰撞。
3. 固件与软件更新
长期使用过程中,需关注noraxon官方发布的固件与软件更新信息,及时进行更新,确保设备能够支持最新的功能与适配需求,提升设备性能与稳定性。更新前需备份相关数据,避免数据丢失。
(三)维修与支持
1. 故障处理
若设备出现故障,无法正常工作,需先排查常见问题,如连接问题、电量问题、软件设置问题等,若无法解决,需停止使用设备,避免故障扩大。切勿自行拆卸设备进行维修,以免损坏设备内部组件。
2. 官方支持
设备出现故障后,可联系noraxon官方技术支持,提供设备故障描述、使用情况等信息,寻求专业的维修指导与帮助。noraxon在全球范围内提供专业的技术支持与维修服务,可通过官方网站、电子邮件、电话等方式联系官方支持人员。
同时,可查阅noraxon官方提供的操作手册、适配指南等资料,获取相关的设备使用与故障处理信息,自行解决简单的设备问题。
六、适配拓展说明
(一)适配场景拓展
Ultium Motion与Ultium Portable Lab的适配的适配,可应用于多种场景,包括生物力学研究、运动性能评估、临床康复评估、人体工效学研究等。不同场景下,可根据具体需求,调整设备配置与参数设置,实现针对性的数据采集与分析。
例如,在运动性能评估场景中,可通过适配后的设备,采集运动员的运动数据,分析运动姿势、关节运动轨迹等参数,为运动训练提供数据支撑;在临床康复评估场景中,可采集患者的运动数据,评估康复效果,为康复方案的调整提供依据。
(二)设备配置拓展
依托Ultium Portable Lab的模块化设计,可根据使用需求,拓展设备配置,增加Ultium EMG传感器、高速摄像机等模块,与Ultium Motion协同工作,实现多维度的数据采集与分析。拓展配置时,需确保新增模块与Ultium Motion及Ultium Portable Lab兼容,按照适配流程完成连接与调试。
同时,可根据数据采集需求,增加Ultium Motion传感器的数量,实现更全面的运动数据采集,提升数据分析的准确性与全面性。
(三)软件功能拓展
Myo Research 4软件支持功能拓展,可通过软件升级或添加插件,增加数据处理、分析、可视化等功能,满足不同场景下的数据处理需求。使用者可根据自身需求,利用软件的拓展功能,对采集的运动数据进行深入分析,生成详细的分析报告,为研究与应用提供更有力的支撑。
此外,软件支持数据导出功能,可将采集的数据导出为多种格式,便于与其他数据分析软件兼容,实现数据的进一步处理与应用。
结语:
Ultium Motion与Ultium Portable Lab的适配,是noraxon为拓展运动测量与生物力学研究场景推出的重要解决方案,通过规范的适配操作与科学的设备管理,可充分发挥二者的优势,实现高质量、全场景的运动数据采集与分析。
本文详细讲解了适配的全流程、注意事项及维护方法,希望能为使用者提供实用的指引,助力相关工作的顺利开展。未来,noraxon将持续优化产品与适配方案,为用户提供更优质、更灵活的运动测量解决方案。