izpis_h1_title_alt

Merjenje in analiza parametrov sil z nosljivimi senzorji
PERNUŠ, NINA (Avtor), Munih, Marko (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, Podobnik, Janez (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,60 MB)

Izvleček
Zagotavljanje stabilnosti je pomembna zahteva pri izvajanju pokončnega gibanja človeških in robotskih mehanizmov, zato želimo razviti enostaven in prenosljiv merilni sistem ocenjevanja stabilnostnih parametrov. V delu uporabimo magneto inercialne merilne enote za ocenjevanje parametrov stabilnosti CoM in ZMP ter jih primerjamo z referenčnim parametrom CoP iz pritiskovne plošče. V začetku magistrskega dela nekaj besed namenimo stabilnosti mehanizmov, nato predstavimo obstoječe merilne sisteme opazovanja stabilnosti in potek dela s cilji raziskovalne študije. Sledi razlaga biomehanskih parametrov telesa ter opis postopka ocenjevanja orientacije segmentov s kinematičnim modelom po Denavit-Hartenbergovem principu. Večji del poglavja je namenjen predstavitvi parametrov CoP, CoM in ZMP ter njihovi relaciji med gibanjem. Metode dela in protokol merjenja sta opisana v tretjem poglavju, kjer predstavimo merilni sistem pritiskovne plošče in inercialne merilne enote ter implementacijo eksperimentalnih meritev na treh testnih osebah. Četrto poglavje je posvečeno predstavitvi multivariantnega regresijskega modela in algoritma nevronske mreže za ocenjevanje pozicije CoP direktno z nosljivimi magneto-inercialnimi merilnimi senzorji. Rezultati so razdeljeni v pet sklopov. Najprej z grafi prikažemo potek trajektorij CoP, CoM in ZMP pri hoji, korakanju na mestu, nihanju telesa okoli gležnjev in naključnem prestopanju po pritiskovni plošči. Z metodo ocenjevanja ZMP ne dobimo signifikantnih rezultatov, obratno velja za trajektorijo CoM, ki primerno sovpada s CoP. V drugem sklopu na grafih primerjamo potek CoP, ocenjen iz multivariantnega regresijskega modela z referenčnim CoP iz pritiskovne plošče ter v tabelah prikažemo uspešnost s korelacijskimi koeficienti (PCC), srednjo absolutno napako (MAE) in korenom srednje kvadratne napake (RMSE). Enako ocenimo tudi uspešnost algoritma nevronske mreže. Nato v četrtem sklopu rezultatov ugotovimo večjo uspešnost algoritma nevronske mreže pri oceni CoP s primerjavo povprečnih vrednosti absolutnih napak (MAPE) ter povprečnimi korelacijskimi koeficienti (PCC). Zadnji sklop poda informacijo o uspešnosti ocenjevanja CoP glede na različne kombinacije senzorjev, z uporabo vsaj petih merilnih enot je ocena CoP učinkovitejša.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:nosljiv senzorni sistem, magneto-inercialne merilne enote, pritiskovna plošča, nevronska mreža, multivariantni linearni regresijski model, točka pritiska, težišče telesa, točka ničelnega navora
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga (mb22)
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2019
Število ogledov:353
Število prenosov:244
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
 
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
:
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Measurement and analysis of force parameters while using wearable sensors
Izvleček:
Ensuring stability is important requirement when performing movements in human and robotic mechanisms. Our goal is to develop a simple and portable measurement system for assessing stability parameters. Wearable magneto-inertial measurement units are used to evaluate stability parameters Center of Mass (CoM) and Zero Moment Point (ZMP) which are compared to the Center of Pressure (CoP) reference parameter from the force plate. At the beginning of the master's thesis we devote a few words to stability of mechanisms, follows presentation of existing measurement systems for stability observation and description of workflow including goals of research study. On the sequence is given an explanation of biomechanical parameters of the body and a description of the process of estimating the orientation of segments with the kinematic model according to the Denavit-Hartenberg principle. The main part of this chapter is devoted to the presentation of CoP, CoM and ZMP parameters and their interconnections between motion. The methodology and the measurement protocol are described in the third chapter, where we present the measuring system consisting of force plate and magneto-inertial measuring units. Chapter then describes experimental measurements conducted with three test subjects. The fourth chapter is dedicated to the presentation of a multivariate linear regression model and a neural network algorithm, used for assessing the CoP position by using wearable magneto-inertial measurement sensors. The results are divided into five parts. First, the graphs show trajectory of CoP, CoM and ZMP in walking, stepping in place, swinging body around ankles, and randomly stepping over force plate. While evaluating ZMP, results shown no statistical significance; on the other hand, just the opposite is valid for CoM trajectory, which well coincides with CoP. In the second set we compare the CoP on the graph courses which evaluated from the multivariate linear regression model with reference CoP trajectory from force plate. In tables we show the performance parameters with correlation coefficients, the mean absolute error, and root square mean error. We also evaluate the performance of the neural network algorithm. Then, in the fourth set of results, we find a better performance of the neural network algorithm in the CoP assessment by comparing the average values of absolute percentage errors and average correlation coefficients. The last set of results gives information on the performance of the CoP evaluation with respect to the different combinations of sensors.

Ključne besede:wearable measurement system, magneto-inertial measurement units, Multivariate Linear Regression Model, force plate, Neural Network, Center of Pressure, Center of Mass, Zero Moment Point

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj