OpenSense IMU

Repositório de captura de dados inerciais para o OpenSense (OpenSim).

Este projeto contém scripts em Python desenvolvidos para comunicar com sensores IMU, gravar dados em tempo real e exportá-los para o formato .json e .sto, permitindo a análise de cinemática inversa no OpenSim.

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Visão Geral

O fluxo de trabalho deste repositório é simples:

1. Conexão: O script conecta-se ao Dongle USB e recebe dados de múltiplos sensores simultaneamente.
2. Captura: Os dados brutos de orientação em quaternions são salvos em formato JSON.
3. Processamento: O script converte os dados para o formato .sto utilizado no OpenSense.

Estrutura de Pastas

• lara_opensense/: Pasta com os scripts definindo as funções utilizadas no pacote lara_opensense.
• docs/: Pasta com documentos e imagens referentes ao projeto.
• Models/: Modelos opensim disponíveis.
• examples/: Pasta com exemplos de utilização das funções do lara_opensense.
• Training/: Pasta com treinamento para novos membros.
• Projects/: Pasta com os projetos específicos utilizando o Opensense no laboratório.

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Preparação do Ambiente

Siga estes passos para configurar o seu computador na primeira utilização.

1. Instalar o Python

É necessário ter o Python 3.8 (ou superior) instalado.

• Verifique se já possui: Abra o terminal/CMD e digite python --version.
• Se não tiver, baixe e instale a partir de python.org.
  • Nota (Windows): Na instalação, marque a caixa "Add Python to PATH".

2. Clone do projeto

Para iniciar utilizando, realize um clone do projeto em uma pasta local:

1. Abra o terminal (ou PowerShell/CMD) na pasta onde deseja fazer o clone.
2. Caso não tenha o git instalado em sua máquina, realize a instalação
3. Faça o clone com o seguinte comando no terminal:

   git clone https://github.com/lara-unb/OpenSense.git

3. Criar o Ambiente Virtual (Venv)

Para manter o projeto organizado e evitar conflitos de bibliotecas, usamos um ambiente virtual.

1. Abra o terminal (ou PowerShell/CMD) na pasta raiz deste projeto.

2. Crie o ambiente executando:

   python3 -m venv .envOpensense

3. Ative o ambiente:

   • Windows:

     .envOpensense\Scripts\Activate

   • Linux / Mac:

     source .envOpensense/bin/activate

   (Você verá (.envOpensense) no início da linha de comando quando estiver ativo).

4. Instalar o pacote lara_opensense

Com o ambiente .envOpensense ativo e na pasta do projeto, digite com o comando:

pip install -e .

Juntamente com os scripts do pacote lara_opensense, serão instalados os seguintes pacotes:

pyserial
numpy
pandas
scipy
openpyxl
streamlit

5. Instalação do OpenSim

O OpenSim é uma plataforma open-source para modelagem e simulação de sistemas biomecânicos. Para este projeto, utilizamos o OpenSense, um conjunto de ferramentas (integrado nativamente nas versões recentes) que permite a análise de movimentos a partir de dados de sensores inerciais (IMUs), mapeando-os em modelos musculoesqueléticos.

1. Download: Acesse o site oficial SimTK - OpenSim.
2. Versão Recomendada: Utilize o OpenSim 4.5 (versão base deste projeto). Versões superiores podem funcionar, mas esta garante compatibilidade total com os scripts de conversão.
3. Cadastro: Será necessário criar uma conta gratuita no SimTK para baixar os arquivos.
4. Aprendizado Adicional: Para entender a interface além deste guia, consulte os Tutoriais Oficiais do OpenSim.

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Primeiros Passos

Para começar a utilizar o projeto, é recomendado realizar os tutoriais da pasta Training/.

Comece com o Tutorial Básico para aprender a processar uma captura e obter a cinemática inversa pela interface do OpenSim.

Para realizar sua primeira captura, realize o tutorial de captura.

Para entender melhor como funciona a cinemática inversa no contexto de biomecânica, realize o tutorial de cinemática inversa.