MinJointTracker：具备关节位置估计与最小状态尺寸的实时惯性运动链追踪
机器人学
2025-09-17 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
惯性动作捕捉是一种在实验室外捕捉动作的极具前景的方法。然而，作为一个主要缺点，当前大多数方法要求在设置过程中离线标定或计算不同的量，例如段长、惯性测量单元（IMU）与段坐标系之间的相对方向（IMU到段的标定）或IMU坐标系中的关节位置。这使得设置过程不便。本工作致力于具有最小状态尺寸的无标定实时惯性运动链追踪，即在IMU坐标系中同时递归贝叶斯估计全局IMU角运动学和关节位置。在来自三连杆运动链的模拟IMU数据（机械臂研究）以及来自健康人类行走的重模拟IMU数据（下半身研究）上的实验结果表明，这种无标定且轻量级的算法不仅提供了无漂移的相对方向估计，还提供了仅需单个IMU全局航向参考的无漂移绝对方向估计，并且在不同的运动场景中具有稳健且快速的关节位置估计收敛性。
引用
@article{arxiv.2509.12398,
title = {MinJointTracker: Real-time inertial kinematic chain tracking with joint position estimation and minimal state size},
author = {Michael Lorenz and Bertram Taetz and Gabriele Bleser-Taetz and Didier Stricker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12398},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 2 figures