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题名基于惯性传感器的步态特征估算方法
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作者
贺晨阳
张斌
周坤
刘丹
王斌锐
王铎
刘涛
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机构
中国计量大学机电工程学院
杭州智元研究院
余姚市机器人研究中心
浙江大学机械工程学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期200-208,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(62303434)
浙江省自然科学基金项目(LQ23F030008)
+1 种基金
浙江省省高校基本科研业务费项目(2023YW40)
浙江省重点研发计划(2021C01069)。
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文摘
近年来,惯性测量单元因其便捷性被广泛应用于步态分析的研究中。针对当前步态估算算法过程中精度低以及适用性不高的问题,提出一种基于惯性传感器的步态特征估算方法。将2个IMU固定在受试者的踝关节上方,对采集到的数据进行坐标变换转移至全局坐标系下并进行步态事件的识别;对线性加速度进行二重积分来获得空间位姿信息,并根据步态周期特征引入一种零速判别方式以及误差补偿方式来减小积分漂移,从中提取出相应的步态特征;以光学动作捕捉系统采集的数据作为黄金标准,将所提方法与其进行对比,其中健康步态与模拟异常步态的跨步长平均测量精度(±标准差)分别为-0.035±0.023 m和-0.040±0.024 m,所估算结果与步态标准之间的皮尔森相关系数均大于0.9,模拟异常步态验证了所提方法在不同人群中的适应性。研究结果表明:所提方法能够较好的实现踝关节相关步态特征的估算,且测量精度在正常步态与模拟异常步态之间没有明显的差异性,提供了一种便于使用的光学运动捕捉替代方法。
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关键词
步态分析
惯性测量单元
步态事件
人体工学
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Keywords
gait analysis
inertial measurementunit
gait event
ergonomics
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分类号
TP212.9
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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