用于行人导航算法评估的足部轨迹仿真研究

发布时间：2024-05-10 03:13

　　针对行人足部运动情况较为复杂,不利于建模仿真的问题,在分析行人步态周期的基础上,提出了一种简化的行人足部运动设计方案。该方案将一个完整的步态周期划分为抬脚、转向、摆动、落脚和支撑五个阶段,并通过对加速度和角速度的控制,实现了对步态周期中足部位置和姿态的运动模拟。最后,采用零速修正辅助的行人导航算法对综合了平坦地面行走、上楼和下楼的运动仿真数据进行了验证。结果表明该方案设计能够用于行人足部运动轨迹的仿真,为行人导航技术的研究提供了一种简便有效的方法。

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【部分图文】：

图1一个完整的步态周期

在正常行走过程中,两只脚状态交替变换,从一侧脚着地到该侧脚再次着地所经历的步态过程称为一个完整的步态周期,如图1所示[8]。研究人员一般将一个完整的步态周期划分为8个阶段:初始接触、承重阶段、站立中期、站立末期、预摆动、摆动初期、摆动中期和摆动末期[9]。这8个阶段的运动在身体两....

图2足部安装传感器示意图

基于MIMU的行人导航系统,通常采用足部固定传感器的方案[10-11],安装方式为右前上,固定示意如图2所示。导航计算机从微惯性器件中采集得到足部加速度和角速度数据,进行滤波处理后,进行行人导航计算,得到足部的速度、位置和姿态信息。同时,导航计算机通过足部传感器的加速度和角速度信....

图3行人导航算法基本框架

图2足部安装传感器示意图3足部运动设计

图4足部运动方案

在平坦地面行走、上楼和下楼对于行人而言是经常遇到的,因此成为了很多研究学者研究行人导航算法的主要场景[12-13]。根据行人的足部运动设计,在平坦地面行走、上楼和下楼这几种场景下的步态运动示意可以简单表示为图4中所示过程。抬脚、转向、摆动、落脚和支撑这5个阶段中,转向阶段不是必须....

本文编号：3968657