Rhythmic Extended Kalman Filter for Gait Rehabilitation Motion Estimation and Segmentation
Notice bibliographique
Résumé
This paper proposes a method to enable the use of non-intrusive, small, wearable, and wireless sensors to estimate the pose of the lower body during gait and other periodic motions and to extract objective performance measures useful for physiotherapy. The Rhythmic Extended Kalman Filter (Rhythmic-EKF) algorithm is developed to estimate the pose, learn an individualized model of periodic movement over time, and use the learned model to improve pose estimation. The proposed approach learns a canonical dynamical system model of the movement during online observation, which is used to accurately model the acceleration during pose estimation. The canonical dynamical system models the motion as a periodic signal. The estimated phase and frequency of the motion also allow the proposed approach to segment the motion into repetitions and extract useful features, such as gait symmetry, step length, and mean joint movement and variance. The algorithm is shown to outperform the extended Kalman filter in simulation, on healthy participant data, and stroke patient data. For the healthy participant marching dataset, the Rhythmic-EKF improves joint acceleration and velocity estimates over regular EKF by 40% and 37%, respectively, estimates joint angles with 2.4° root mean squared error, and segments the motion into repetitions with 96% accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».