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Wearable-based pedestrian inertial navigation with constraints based on biomechanical models

Bousdar Ahmed, Dina und Metzger, Kai (2018) Wearable-based pedestrian inertial navigation with constraints based on biomechanical models. In: 2018 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, PLANS 2018. ION PLANS, 2018-04-23 - 2018-04-26, Monterrey, California (U.S.A.). doi: 10.1109/plans.2018.8373372. ISSN 2153-3598.

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Kurzfassung

Our aim in this paper is to analyze inertial navigation systems (INSs) from the biomechanical point of view. We wanted to improve the performance of a thigh INS by applying biomechanical constraints. To that end, we propose a biomechanical model of the leg. The latter establishes a relationship between the orientation of the thigh INS and the kinematic motion of the leg. This relationship allows to observe the effect that the orientation errors have in the expected motion of the leg. We observe that the errors in the orientation estimation of an INS translate into incoherent human motion. Based on this analysis, we proposed a modified thigh INS to integrate biomechanical constraints. The results show that the proposed system outperforms the thigh INS in 50% regarding distance error and 32% regarding orientation error. Our approach allows us to improve the performance of INS using solely inertial measurements and biomechanical constraints. Additionally, it allows us to state that the performance of an INS can be improved by correcting the incoherent orientations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119217/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Titel:Wearable-based pedestrian inertial navigation with constraints based on biomechanical models
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bousdar Ahmed, DinaDina.BousdarAhmed (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Metzger, Kaikai_metzger (at) web.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:2018 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, PLANS 2018
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/plans.2018.8373372
ISSN:2153-3598
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Wearables, IMU, stance phase, dead reckoning, human kinematics, leg model, Denavit-Hartenberg
Veranstaltungstitel:ION PLANS
Veranstaltungsort:Monterrey, California (U.S.A.)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 April 2018
Veranstaltungsende:26 April 2018
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Fahrzeugintelligenz (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Bousdar Ahmed, Dina
Hinterlegt am:19 Jul 2018 09:22
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:23

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