基于运动学数据估计行走中的地面反作用力
机器人学
2026-02-04 v1
摘要
地面反作用力（GRFs）提供了对人类步态力学的基本见解，广泛用于评估关节负荷、肢体对称性、平衡控制和运动功能。尽管其临床相关性很大，但由于力板系统的实际限制，GRF 的使用在临床工作流程中仍未得到充分利用。本文提出了一种无力板的方法，通过仅使用基于标记的运动捕捉数据来估计 GRFs。该仅依赖运动学的方法用于估计和分解 GRFs，使其非常适合广泛的临床部署。通过使用来自十六个身体段的运动学数据，我们估计了质量中心（CoM）并计算 GRFs，这些 GRFs 随后通过基于最小化的方法分解为单个分量。通过该框架，我们可以识别步态着陆阶段并提供对临床有意义的动力学measurements的访问，而无需专用的力板系统。实验结果表明，仅凭运动学数据即可实现 CoM 和 GRF 估计，支持无力板的步态分析。
引用
@article{arxiv.2602.03177,
title = {Estimation of Ground Reaction Forces from Kinematic Data during Locomotion},
author = {Gautami Golani and Dong Anh Khoa To and Ananda Sidarta and Arun-Kumar Kaliya-Perumal and Oliver Roberts and Lek Syn Lim and Jim Patton and Domenico Campolo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.03177},
year = {2026}
}