六个传感器融合算法的比较与电子电气计在模拟工作任务中估计手腕角度
Arvin Razavi1,2, Mikael Forsman1,2, Farhad Abtahi1,3,4
1Division of Ergonomics, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health, KTH Royal Institute of Technology, 141 57 Huddinge, Sweden.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
惯性测量单位 (IMU) 显示出在职业环境中测量手腕角度的前景. 特定的卡尔曼波器算法与黄金标准方法有很好的一致性,这表明了改善风险评估的潜力.
科学领域:
- 职业健康 职业健康 职业健康
- 生物力学 生物力学
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 与工作相关的肌肉骨疾病 (WMSDs) 在手工密集型职业中很普遍.
- 准确的暴露测量对于解决WMSDs至关重要.
- 传统的测量工具通常不适合现场使用.
研究的目的:
- 为了评估惯性测量单位 (IMU) 测量手腕角度的有效性.
- 为了比较六个基于IMU的手腕角度估计的定向算法.
- 评估IMU作为传统方法的实际替代方案的可行性.
主要方法:
- 六名参与者进行了模拟的手工密集型工作任务.
- 用IMU和电气气计 (黄金标准) 测量了手腕角度.
- 六个定位算法被比较,以准确性和与电气流量计的一致性.
主要成果:
- 三个乘法卡尔曼波器算法证明了与电气气计的最高一致性.
- 折叠/延伸的中位相关系数在0.75-0.78之间,辐射/部偏差为0.64.
- 对于一些指标,平均绝对差异处于可接受范围之内,这表明潜在的效用.
结论:
- 基于IMU的手腕角度估计显示了职业风险评估的潜力.
- 需要进一步精细化算法才能完全适用于实际领域.
- 卡尔曼波器算法为改善WMSD暴露评估提供了一个有希望的方向.


