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J-GLOBAL ID：201702215002447267   整理番号：17A1993423

非線形Kalmanフィルタリング法を用いた義足における地面反力推定

Ground Reaction Force Estimation in Prosthetic Legs With Nonlinear Kalman Filtering Methods

著者 (5件)： FAKOORIAN Seyed (Cleveland State Univ., OH) ,  AZIMI Vahid (Georgia Inst. of Technol., GA) ,  MOOSAVI Mahmoud (Cleveland State Univ., OH) ,  RICHTER Hanz (Cleveland State Univ., OH) ,  SIMON Dan (Cleveland State Univ., OH)
資料名： Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control  (Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control)
巻： 139  号： 11  ページ： 111004.1-111004.11  発行年： 2017年11月 
JST資料番号： E0720A  ISSN： 0022-0434  CODEN： JDSMAA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ロボット/人工関節システムにおける地上反力(GRF)を推定する方法について述べた。本システムには,人間の股関節と大腿部の動きをエミュレートするロボットと,動力を与えられた大腿義足が含まれる。足に作用するGRFを推定するために,連続時間拡張カルマンフィルタ(EKF)および連続時間無香料カルマンフィルター(UKF)を設計した。確率的リアプノフ関数を用い,初期推定誤差と外乱が十分に小さい場合,EKFの推定誤差は指数関数的に制限されることが証明されている。股関節変位,大腿部,膝および足首角度の4つのセンサと大腿部,膝および足首の角度の3つのセンサと膝および足首の角度の2つのセンサを使用した場合の正常歩行,高速歩行および低速歩行における推定量の性能を調べた。シミュレーション結果は,4つのセンサを使用する場合,EKFの平均二乗平均平方根(RMS)推定誤差は,関節角に対して0.0020radであり,GRFに対し11.85Nであることが示された。UKFのそれぞれの数値は0.0016 radと7.98 Nであり,EKFの場合より20%と33%低い。

シソーラス用語： *Kalmanフィルタ ,  *義足 ,  二足歩行 ,  床反力 ,  推定量 ,  Lyapunov関数
準シソーラス用語： 義足歩行 ,  *地面反力 ,  無香料Kalmanフィルタ ,  拡張Kalmanフィルタ ,  推定値

分類 (1件)： 生体代行装置  (EL04000N)

タイトルに関連する用語 (5件)： 非線形 ,  Kalmanフィルタ ,  義足 ,  地面反力 ,  推定