IMU-based joint angle measurement for gait analysis.
IMU-based joint angle measurement for gait analysis.
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DOI：
10.3390/s140406891
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发表时间：
2014-04-16
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Schauer T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seel T;Raisch J;Schauer T
这一贡献涉及在人体运动分析的背景下基于惯性测量数据的关节角度计算。与大多数机器人设备不同，人体没有平坦的表面和直角。因此，我们将重点放在避免假设传感器相对于身体部分安装的特定方向的方法上。在回顾了可能应对这一挑战的现有方法后，我们提出了一套新的方法：(1)关节轴和位置识别；(2)屈/伸关节角度测量。特别是，我们提出了只使用陀螺仪和加速度计的方法，因此不依赖于均匀磁场。我们提供了一个经股截肢者的步态试验结果，在这些试验中，我们将基于惯性测量单元(IMU)的方法与光学3D运动捕获系统进行了比较。与大多数作者不同，我们将光学标记放置在解剖地标上，而不是将它们附着在Imus上。膝关节屈伸角度的均方根误差在假体上小于1°，在人腿上约为3°。对于踝关节的足底/背屈，两种偏斜度都约为1°。
This contribution is concerned with joint angle calculation based on inertial measurement data in the context of human motion analysis. Unlike most robotic devices, the human body lacks even surfaces and right angles. Therefore, we focus on methods that avoid assuming certain orientations in which the sensors are mounted with respect to the body segments. After a review of available methods that may cope with this challenge, we present a set of new methods for: (1) joint axis and position identification; and (2) flexion/extension joint angle measurement. In particular, we propose methods that use only gyroscopes and accelerometers and, therefore, do not rely on a homogeneous magnetic field. We provide results from gait trials of a transfemoral amputee in which we compare the inertial measurement unit (IMU)-based methods to an optical 3D motion capture system. Unlike most authors, we place the optical markers on anatomical landmarks instead of attaching them to the IMUs. Root mean square errors of the knee flexion/extension angles are found to be less than 1° on the prosthesis and about 3° on the human leg. For the plantar/dorsiflexion of the ankle, both deviations are about 1°.
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影响因子：
2.4
作者：
Brennan, A.;Zhang, J.;Li, Q.
通讯作者：
Li, Q.
DOI：
10.3390/s110201489
发表时间：
2011
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Sabatini AM
通讯作者：
Sabatini AM
DOI：
10.1109/tim.2009.2024367
发表时间：
2010-02-01
影响因子：
5.6
作者：
Cheng, Peng;Oelmann, Bengt
通讯作者：
Oelmann, Bengt
影响因子：
3.2
作者：
Cutti, Andrea Giovanni;Ferrari, Alberto;Ferrari, Adriano
通讯作者：
Ferrari, Adriano
影响因子：
2.4
作者：
Takeda, Ryo;Tadano, Shigeru;Yoshinari, Satoshi
通讯作者：
Yoshinari, Satoshi