Hệ thống cảm biến đeo được để phát hiện tham số dáng đi bất thường – nghiên cứu khả thi

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Cấu hình phần cứng:

  + Mỗi giày: 6 cảm biến lực (gót, vòm, mũi), 1 IMU (MPU9250), 4 cảm biến khoảng cách IR (VL53L0x) bố trí quanh gót và mũi.

  + Module WiFi truyền dữ liệu cảm biến lực + IMU; mạch Bluno Nano thu dữ liệu cảm biến khoảng cách và truyền WiFi.

  • Phương pháp hợp nhất:
  •   + EKF dự đoán quaternion từ tốc độ góc, cập nhật bằng chiều cao đo từ cảm biến khoảng cách.
  •   + Tính góc pitch, roll từ 3 cảm biến khoảng cách; yaw không xác định trực tiếp.
  •   + Loại bỏ cập nhật nếu NIS vượt ngưỡng.
  • - Tham số dáng đi trích xuất:
  •   + Áp lực đỉnh chuẩn hóa (N/kg) từ GRF.
  •   + Tỷ lệ chống đỡ (stance ratio) từ thời gian chống đỡ / chu kỳ.
  •   + Biến thiên thời gian bước (SD thời gian giữa 2 lần chạm gót).
  •   + Chiều dài sải từ mô hình con lắc kép đơn giản.
  •   + Vận tốc đi bộ = chiều dài sải / chu kỳ.
  • - Thử nghiệm:
  •   + 8 nam khỏe mạnh (22–25 tuổi), đo cả dáng đi bình thường và bất thường (cố định mũi chân).
  •   + So sánh với hệ thống tham chiếu: sai số tương đối <10% cho hầu hết tham số.
  •   + Dáng đi bất thường: giảm chiều dài sải và vận tốc, tăng tỷ lệ chống đỡ và biến thiên thời gian bước.
  • - So sánh với WGAS: WSFRSA chính xác hơn rõ rệt ở chiều dài sải, vận tốc và biến thiên thời gian bước; tương đương ở áp lực đỉnh và tỷ lệ chống đỡ.
  • - Ý nghĩa: WSFRSA gọn nhẹ, thoải mái, đo được cả động học và động lực học, phù hợp giám sát dáng đi ngoài phòng lab.