ISSN: 1859-1531
BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 16,077,721
XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ QUÁN TÍNH ĐỂ ƯỚC LƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG CHO KHUNG TẬP ĐI CÓ HAI BÁNH TRƯỚC
APPLYING AN INERTIAL NAVIGATION ALGORITHM TO MOVEMENT ESTIMATION OF TWO FRONT-WHEEL WALKERS
 Tác giả: Phạm Duy Dưởng*, Đoàn Quang Vinh, Phan Thị Hoài
Đăng tại: Vol. 17, No. 10.1, 2019; Trang: 24-29
Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Việc ước lượng quỹ đạo chuyển động của khung tập đi (walker) là rất cần thiết trong việc ước lượng các thông số bước đi cũng như đánh giá tình trạng sức khỏe người sử dụng khung tập đi. Bài báo này đề xuất phương pháp xây dựng thuật toán định vị quán tính (INA) để ước lượng chuyển động cho khung tập đi có 2 bánh trước. Trên khung tập đi này có gắn 1 cảm biến quán tính (IMU) tại vị trí bất kỳ và 2 encoder gắn với trục của 2 bánh. Chúng tôi sử dụng các thông tin từ IMU để xây dựng mô hình cho bộ lọc Kalman dùng trong định vị quán tính. Thông tin từ các encoder được sử dụng như giá trị đo nhằm xây dựng các phương trình cập nhật cho bộ lọc Kalman. Chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm để đánh giá độ chính xác của thuật toán đề xuất. Các kết quả phân tích về định lượng thông qua thí nghiệm thực tế cho thấy thuật toán hoạt động đạt độ chính xác cao (> 98%).
Từ khóa: Cảm biến quán tín; IMU; định vị quán tính; khung tập đi; bộ lọc Kalman
Abstract:
Walker’s movement estimation is very important in walking parameter estimation and health evaluation for walker users. This paper proposes a method to apply an Inertial Navigation Algorithm (INA) to the movement estimation of a two front-wheel walker to estimate the walker’s trajector. An IMU is fixed with the frame of walker and two encoders are used to measure the rotation of walker’s wheels. The IMU’s data is used in the model of the Kalman fillter used in the INA. The encoders’ data is used as a measured value to derive measurement equations of the Kalman fillter. We have conducted an experiment to evaluate the accuary of the proposed algorithm. The result of the experiment shows that the proposed algorithm is good and gets high accuracy (> 98%).
Key words: Inertial sensor; IMU; Inertial Navigation Algorithm; walker; Kalman Fillter
Tài liệu tham khảo:
[1] Peel NM., Kuys SS, and Klein K, “Gait speed as a measure in geriatric assessment in clinical settings: A systematic review”, The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 2012
[2] Barthuly AM, Bohannon RW, Gorack W “Gait speed is a responsive measure of physical performance for patients undergoing short-term rehabilitation”, Gait Posture, 2012
[3] https://www.physiotherapyalberta.ca/course_materials/gait_speed_nov_2015.pdf
[4] Jackson A B, “Outcome measures for gait and ambulation in the spinal cord injury population” The journal of spinal cord medicine, 2008
[5] Podsiadlo D and Richardson S, “The timed up & go: a test of basic functional mobility for frail elderly persons” Journal of the American geriatrics Society, 1991
[6] Duong PD, Toan DH, Suh YS, “Walking Monitoring for Users of Standard and Front-Wheel Walkers”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement (2017)
[7] Using a walker, MedlinePlus, 2015. Link: https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/patientinstructions/000342.ht
[8] W. R. Frontera, J. K. Silver, và T. D. R. Jr “Essentials of Physical Medicine and Rehabilitation”, 2nd ed. Philadelphica, PA: Elsevier. 2008
[9] How to use a walker safely, BJC HealthCare. Link:http://www.bjchomecare.org/Homemedicalequipment/Walkingaids/Howtouseawalkersafely.aspx
[10] Kuipers JB, “Quaternions and Rotation Sequences: A Primer with Applications to Orbits Aerospace, and Virtual Reality” Princeton University Press: Princeton, NJ, USA, 1999
[11] Nam CNK, Kang HJ, Suh YS, “Golf Swing Motion Tracking Using Inertial Sensors and a Stereo Camera”. IEEE Trans. Instrum. Meas, 2014
[12] Savage PG, “Strapdown Inertial Navigation Integration Algorithm Design Part 1: Attitude Algorithms”. J. Guid. Control Dyn, 1998
[13] Markley FL, “Multiplicative vs. Additive Filtering for Spacecraft Attitude Determination” In Proceedings of the 6th Cranfield Conference on Dynamics and Control of Systems and Structures in Space, Riomaggiore, Italy, 2004
[14] Suh YS, Park S. “Pedestrian Inertial Navigation with Gait Phase Detection Assisted Zero Velocity Updating”. In Proceedings of the 4th International Conference on Autonomous Robots and Agents, Wellington, New Zealand, 2009
[15] Hawkinson W, “Geospatial Location, Accountability, and Navigation System For Emergency Responders” In Proceedings of the Position Location and Navigation Symposium, Myrtle Beach, SC, 2012
[16] Park S.K, Suh YS, “A Zero Velocity Detection Algorithm Using Inertial Sensors for Pedestrian Navigation Systems”. Sensors, 2010
[17] Skog I, Nilsson JO, Handel P, “Evaluation of zero velocity detectors for foot-mounted inertial navigation systems”. In Proceedings of the International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation, Zurich, Switzerland, 2010

BAN BIÊN TẬP

Tổng biên tập
GS.TSKH. Bùi Văn Ga

Phó Tổng biên tập
GS.TS. Trần Văn Nam

Trưởng ban biên tập
PGS.TS. Nguyễn Tấn Hưng

Cơ quan Đại học Đà Nẵng
41 Lê Duẩn, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Bách khoa
54 Nguyễn Lương Bằng, Quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng
Trường Đại học Kinh tế
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm
459 Tôn Đức Thắng - Liên Chiểu - Đà Nẵng
Trường Đại học Ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Đà Nẵng
Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
48 Cao Thắng - Đà Nẵng
Phân hiệu ĐHĐN tại KonTum
129 Phan Đình Phùng, Kon Tum
Khoa công nghệ thông tin và tuyền thông
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Y Dược
Hòa Quý - Ngũ Hành Sơn - Đà Nẵng
Khoa Giáo dục Thể chất
62 Ngô Sỹ Liên, Liên Chiểu, Đà Nẵng
Khoa Quốc tế
41 Lê Duẩn, Đà Nẵng
Viện Nghiên cứu & Đào tạo Việt Anh
158A Lê Lợi
Trung tâm phát triển phần mềm
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm kiểm định chất lượng giáo dục
41 Lê Duẩn, Tp. Đà Nẵng
Trung tâm ngoại ngữ
131 Lương Nhữ Hộc, Tp Đà Nẵng
Trung tâm nghiên cứu phát triển quản trị và tư vấn doanh nghiệp
71 - Ngũ Hành Sơn - TP. Đà Nẵng
Tổng: 16,077,721