在实验室环境之外分析现实环境中人体运动的能力正变得越来越重要。各个学科的研究人员，尤其是运动科学和生物力学的研究人员，一直在寻找方法来弥合受控实验室环境与现场运动复杂性之间的差距。这就是 IMU（惯性测量单元）传感器技术发挥作用的地方。Xsens Link 是一种利用可穿戴 IMU 的流行运动捕捉系统，在这方面是一种有价值的工具。与将运动限制在实验室环境中的传统基于标记的系统不同，Xsens Link 使研究人员能够捕捉现场运动。这让人们能够更全面地了解运动员在现实活动中的运动方式，为运动科学和生物力学研究提供宝贵的见解。

了解跑步运动学和惯性动作捕捉

跑步是人类的基本运动，根据速度、地形和个人生物力学等因素，跑步会有无数变化。分析这些变化对于各种应用都至关重要。例如，运动科学家可以使用运动数据来评估跑步技术、识别潜在的伤害风险并优化训练计划。在分析跑步运动学时，基于 IMU 的运动捕捉系统（如 Xsens Link）因其便携性、易用性和捕捉现实环境中运动的能力而越来越受欢迎。IMU 是一种小型电子设备，包含加速度计、陀螺仪和磁力计，可以测量佩戴者的加速度、角速度和磁场方向。通过将这些传感器策略性地放置在不同的身体部位上，Xsens Link 可以估计各个部位之间的相对运动，并在整个跑步过程中重建 3D 关节角度。

探究 Xsens Link 跑步运动学的可靠性

因斯布鲁克大学体育科学系的 Daniel Debertin、Anna Wargel 和 Maurice Mohr最近开展了一项研究，旨在调查Xsens Link在跑步过程中估计下肢关节角度的可靠性。该研究涉及 17 名业余跑步者，他们穿着 Xsens Link 套装在沥青和木屑路面上完成跑步试验。研究人员评估了日内可靠性（比较同一天的跑步情况）和日间可靠性（比较不同天的跑步情况）。

该研究结果为 Xsens 在跑步运动学分析中的可靠性提供了宝贵的见解。

可靠性：Xsens Link 的优势以及纵向研究的考虑因素

研究表明，在比较同一天的跑步情况时，Xsens Link 在估计关节角度方面具有良好甚至卓越的可靠性。这表明该系统可以有效捕捉单次跑步过程中跑步技术的细微变化。例如，如果研究人员想要研究跑步者如何根据路面从沥青变为木屑来调整臀部或膝盖的屈曲角度，Xsens Link 将是一个合适的工具。这种捕捉一天内变化的能力凸显了 Xsens Link 在体育科学中各种应用的潜力，例如：

1.评估实时反馈干预的有效性：教练可以使用 Xsens Link 捕获的数据为跑步者提供有关其跑步姿势的实时反馈。日内可靠性使研究人员能够评估跑步者根据此反馈调整跑步姿势的速度和效率。

2.比较不同跑步训练的效果：研究人员可以使用 Xsens Link 比较各种跑步训练对跑步力学的影响。捕捉日内适应的能力确保观察到的任何关节角度变化都可能是由于特定训练而不是随机变化造成的。

虽然 Xsens Link 可以跟踪髋部、膝盖和踝部等矢状面角度（屈曲/伸展）随时间的变化，以便跟踪不同日期的角度（纵向研究），但 Xsens Link 套装可能缺乏可靠性，尤其是对于额状面运动。专注于额状面力学的研究人员可能需要考虑替代系统或将 Xsens Link 与其他技术相结合

表面变化和越野跑应用

研究人员还发现了有关路面变化的一个有趣发现。虽然研究人员预计在沥青路面和木屑路面上运行的可靠性会有所不同，但他们观察到的影响很小。这表明即使在不平坦的地形上，Xsens Link 也能有效捕获可靠的运动数据。研究人员自己对这一结果表示惊讶，强调需要进一步研究该系统在越野跑环境中常见的各种路面上的性能。

这一发现为越野跑研究打开了大门，带来了令人兴奋的可能性。分析越野跑中的跑步机制对于了解不平坦地形特有的受伤风险和制定有效的预防策略至关重要。传统的基于标记的系统由于范围有限，不适用于此类环境。Xsens Link 具有便携性和在不同表面捕获可靠数据的能力，成为该领域研究人员的宝贵工具。

未来的发展和考虑

虽然 Xsens Link 为真实跑步分析提供了显著的优势，但这项研究也强调了有待改进的地方。研究人员承认存在局限性，尤其是额平面关节角度（例如踝关节外翻/内翻）带来的挑战。然而，他们也提出了有望解决这些局限性的有希望的进步。

重要的是要记住，最佳可靠性不仅取决于技术本身，还取决于仔细的传感器放置和校准。使用 Xsens Link 的研究人员应确保遵循传感器放置指南和既定的最佳实践，以最大限度地减少错误并最大限度地提高数据质量。

在选择系统时，研究人员应考虑可靠性和有效性（准确性）。最终，运动捕捉系统的选择取决于研究项目的具体需求。考虑可靠性和有效性可确保研究人员能够从运动数据中得出有意义的结论。Xsens Link 代表了可穿戴运动捕捉技术的重大进步，使研究人员能够在实验室之外分析跑步力学。了解系统的优势和局限性将使研究人员能够利用其功能来解锁有关跑步表现和伤害预防策略的宝贵见解。