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Abstract:
Im Rahmen dieser Arbeit ist die Möglichkeit des Einsatzes von Inertialsensoren für die Regelung der Funktionellen Elektrischen Stimulation (FES) beim Gangtraining von Schlaganfallpatienten untersucht worden. Mittels der Miniatur-Inertialsensoren werden die Schrittlänge und -höhe während des Ganges bestimmt. Diese Größen sollen später durch gezielte Anpassung der Elektrostimulation beeinflusst werden. Die verwendeten kommerziellen Inertialsensoren bestehen aus 3 Akzelerometer und 3 Gyroskopen welche in 3 zueinander orthogonalen Richtungen montiert sind. Zur Schätzung der Sensorlage wurde ein indirekter Kalman-Filter entworfen, welcher die Orientierung des Sensors in Bezug auf ein globales Koordinatensystem schätzt. Unter der Annahme, dass keine Kräfte auf den Sensor wirken, werden neben den Winkelraten die Beschleunigungsmessungen zur Berechnung der Sensorlage verwendet. Unter Zuhilfenahme der geschätzten Sensorlage können die Raumkurve des Sensors und somit die Schrittlänge und -höhe offline durch Doppelintegration der Beschleunigungen in einem globalen Koordinatensystem ermittelt werden. Konstante systematische Messfehler werden über Randbedingungen bei der Integration ermittelt und eliminiert. Somit kann eine starke Drift in der Positionsschätzung vermieden werden.
