Ước lượng thông số bước đi dùng cảm biến quán tính đặt trên bàn chân

Abstract

Cảm biến quán tính (IMU) ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ước lượng chuyển động sử dụng thuật toán định vị quán tính (INA). INA dựa trên nguyên tắc kết hợp tích phân hai lớp của gia tốc và tích phân của vận tốc góc. Tuy nhiên, việc sử dụng nguyên lý tích phân sẽ làm cho sai số ước lượng tích lũy rất nhanh theo thời gian do nhiễu của các thành phần trong cảm biến. Trong luận văn này, tôi trình bày việc xây dựng INA sử dụng bộ bộ lọc Kalman mở rộng để nâng cao độ chính xác của việc ước lượng quỹ đạo chuyển động của bàn chân để ước lượng thông số bước đi của người dùng. Lúc này cảm biến quán tính được đặt trên bàn chân và ghi lại dữ liệu chuyển động của bàn chân. Quỹ đạo chuyển động của bàn chân được ước lượng bằng cách chạy INA cho dữ liệu này trên Matlab. Từ quỹ đạo chuyển động của bàn chân, chúng ta có thể trích xuất các thông số chuyển động của người dùng như độ dài bước, tốc độ bước, thời gian bước… Những thông số bước đi này rất hữu ích trong việc đánh giá tình trạng sức khỏe người dùng và giúp phát hiện một số loại bệnh qua thông số bước đi.