發(fā)布時(shí)間：2024-05-10 03:13

　　針對(duì)行人足部運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜,不利于建模仿真的問題,在分析行人步態(tài)周期的基礎(chǔ)上,提出了一種簡(jiǎn)化的行人足部運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案。該方案將一個(gè)完整的步態(tài)周期劃分為抬腳、轉(zhuǎn)向、擺動(dòng)、落腳和支撐五個(gè)階段,并通過對(duì)加速度和角速度的控制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)步態(tài)周期中足部位置和姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)模擬。最后,采用零速修正輔助的行人導(dǎo)航算法對(duì)綜合了平坦地面行走、上樓和下樓的運(yùn)動(dòng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明該方案設(shè)計(jì)能夠用于行人足部運(yùn)動(dòng)軌跡的仿真,為行人導(dǎo)航技術(shù)的研究提供了一種簡(jiǎn)便有效的方法。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1一個(gè)完整的步態(tài)周期

在正常行走過程中,兩只腳狀態(tài)交替變換,從一側(cè)腳著地到該側(cè)腳再次著地所經(jīng)歷的步態(tài)過程稱為一個(gè)完整的步態(tài)周期,如圖1所示[8]。研究人員一般將一個(gè)完整的步態(tài)周期劃分為8個(gè)階段:初始接觸、承重階段、站立中期、站立末期、預(yù)擺動(dòng)、擺動(dòng)初期、擺動(dòng)中期和擺動(dòng)末期[9]。這8個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)在身體兩....

圖2足部安裝傳感器示意圖

基于MIMU的行人導(dǎo)航系統(tǒng),通常采用足部固定傳感器的方案[10-11],安裝方式為右前上,固定示意如圖2所示。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)從微慣性器件中采集得到足部加速度和角速度數(shù)據(jù),進(jìn)行濾波處理后,進(jìn)行行人導(dǎo)航計(jì)算,得到足部的速度、位置和姿態(tài)信息。同時(shí),導(dǎo)航計(jì)算機(jī)通過足部傳感器的加速度和角速度信....

圖3行人導(dǎo)航算法基本框架

圖2足部安裝傳感器示意圖3足部運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

圖4足部運(yùn)動(dòng)方案

在平坦地面行走、上樓和下樓對(duì)于行人而言是經(jīng)常遇到的,因此成為了很多研究學(xué)者研究行人導(dǎo)航算法的主要場(chǎng)景[12-13]。根據(jù)行人的足部運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),在平坦地面行走、上樓和下樓這幾種場(chǎng)景下的步態(tài)運(yùn)動(dòng)示意可以簡(jiǎn)單表示為圖4中所示過程。抬腳、轉(zhuǎn)向、擺動(dòng)、落腳和支撐這5個(gè)階段中,轉(zhuǎn)向階段不是必須....

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