Walking speed estimation based on the use of a single inertial measurement unit and an artificial neural network

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo la estimación de la velocidad de la marcha usando una red neuronal artificial (ANN) y un único sensor inercial (IMU) localizado en la región lumbar, en el nivel L3. En este contexto, la principal contribución radica en la propuesta de nuevos rasgos característicos que le confieren más simplicidad y efectividad al procedimiento. La aplicación de ANN fue validada usando una base de datos formadas por señales registradas con un IMU durante la marcha de 23 sujetos con edades entre 20 y 50 años. En este trabajo, fueron estudiadas 11 arquitecturas diferentes de redes neuronales multicapas para seleccionar la más efectiva. La validación cruzada fue implementada para evaluar la calidad de la estimación usando los parámetros error cuadrático medio (RMSE), error absoluto y error relativo. El modelo más efectivo (5-5-1) mostró un RMSE igual a 0.08 m/s, el cual está en el rango de los resultados presentados en estudios similares en este campo.