基于经验模态分解法和摆动脚参数的行走速度估计

行走速度估计是提高自适应跑步机功能和性能的有效手段,该文针对自适应跑步机用户行走速度估计,提出了一种基于经验模态分解法和摆动脚参数的行走速度估计方法。该方法推导并阐明了用户行走时摆动脚平均速度与用户实际行走速度之间的关系。为了解决加速度双重积分产生的信号漂移和累积误差的问题,首先基于经验模态分解方法将加速度积分后得到的摆动脚速度分解至不同频段,在去除掉漂移分量后,选择与步频相近的本征模函数对速度进行重构;然后,针对由积分累积误差引起的模态混叠现象,采用集成经验模态分解法对速度积分后得到的摆动脚位移进行分解与重构。通过划分摆动脚位移完成脚尖离地和脚跟着地的步态事件来获取摆动相的时间和脚部位移,并据此计算出摆动脚平均速度用作行走速度估计。进行了5种不同行走速度下的速度估计测试,并与传统方法进行对比,证明了论文所提方法的有效性和优越性。