XoNav：作为个性化触觉界面的外骨骼，用于辅助导航
XoNav 是一种四执行器髋部外骨骼，通过矢状面执行器提供前进与两级制动提示、额状面执行器提供两级转向提示，将导航引导直接施加于髋关节。基于双侧 LSTM 的步态分类器使用两个大腿 IMU，对未见用户召回率 95.2-97.9%，支撑相到摆动相、摆动相到支撑相的平均检测延迟分别为 38.6 和 63.1 毫秒。约束人在回路贝叶斯优化个性化制动与转向参数，最强制动提示低于安全限值的 53%。蒙眼绿野仙踪试验中，参与者 98.8% 的行走距离保持在 0.75 米宽通道内，平均前进速度每轮提升 4.9%；结合穿戴摄像头、RTAB-Map 与 Nav2 还完成了自主导航及绕行未建图障碍物的可行性研究。
发布于 10-22 10:54来源：arXiv cs.RO
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摘要：无视觉行走需要及时、明确的引导，但许多可穿戴辅助设备将方向编码为音频或振动触觉信号，用户必须将其转化为动作。 我们提出 XoNav，一种四执行器髋部外骨骼，直接在髋关节处呈现引导提示。 它通过矢状面执行器呈现前进提示和两级制动提示，通过额状面执行器呈现两级转向提示。
基于双侧 LSTM 的步态状态分类器使用两个安装在大腿上的 IMU 识别步态状态，使触觉提示能够与穿戴者的步态协调传递，并在站立时抑制。 该分类器可泛化到未见过的用户，召回率为 95.2-97.9%，从支撑相到摆动相和从摆动相到支撑相转换的平均检测延迟分别为 38.6 和 63.1 毫秒。
约束人在回路贝叶斯优化对制动进行个性化以实现最小阻力，对转向进行个性化以实现最大舒适度，同时确保可检测性和安全性。 所有参与者都能可靠区分其个性化提示的等级，且最强的制动提示仍低于安全限值的 53%。 在沿三条路径进行的蒙眼绿野仙踪导航试验中，参与者将 98.8% 的行走距离保持在 0.75 米宽的通道内，每次试验的平均前进速度提高 4.9%。
穿戴式摄像头、RTAB-Map 和 Nav2 进一步实现了自主导航和绕行先前未建图障碍物的可行性研究。