Análise cinemática automática usando OpenPose e Dynamic Time Warping com aplicações no remo

Abstract

Este trabalho propõe um sistema de baixo custo para analisar automaticamente parâmetros cinemáticos no remo, a partir da captura e processamento de vídeo, usando uma única câmera RGB e sem a necessidade de marcadores no corpo do indivíduo. As coordenadas das articulações são estimadas a cada frame usando a API da OpenPose em conjunto com um filtro offline para contornar as possíveis perdas de frames e oscilações na trajetória. Os ângulos das articulações são obtidos por meio das coordenadas em pixels das articulações estimadas. Suas trajetórias são, então, avaliadas utilizando uma técnica computacional chamada Dynamic Time Warping, a qual realiza uma comparação entre duas séries temporais, uma denominada referência e a outra, alvo. A série de referência consiste em um padrão de remada a ser seguido e é usada como base para avaliar a série alvo. No teste do sistema compara-se cada remada em um treino de cinco minutos de um remador iniciante com uma remada de referência, executada por um remador profissional. Além disso, avalia-se um treino também de cinco minutos do mesmo remador profissional para conferir a consistência em sua própria remada. Por fim, todas as métricas cinemáticas extraídas são exibidas em uma interface para monitorar o movimento do remador e fornecer um feedback. A abordagem proposta permite a análise automática de sessões de treinamento gravadas com câmera simples, e pode ser útil para auxiliar na melhoria de movimento de remadores, principalmente, iniciantes.