[發(fā)明專(zhuān)利]步態(tài)識(shí)別方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610349345.7
• 申請(qǐng)日: 2016-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107423658B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京海百川科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 孫清曉

本申請(qǐng)公開(kāi)一種步態(tài)識(shí)別方法及裝置，該方法和裝置中先定義在各步態(tài)相下足底的腳趾部位、足弓部位、足跟部位分別對(duì)應(yīng)的壓力狀態(tài)。然后獲取同一時(shí)間內(nèi)腳趾部位、足弓部位、足跟部位的壓力狀態(tài)。該識(shí)別方法將各部位的狀態(tài)劃分為高壓力狀態(tài)或低壓力狀態(tài)，根據(jù)同一時(shí)間內(nèi)腳趾部位、足弓部位、足跟部位所采集的壓力狀態(tài)與定義的步態(tài)相進(jìn)行對(duì)比，從而判斷此刻的步態(tài)相，獲得更準(zhǔn)確的判斷結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及在人體外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是人體步態(tài)的識(shí)別。

背景技術(shù)

人體步態(tài)是人體運(yùn)動(dòng)研究的重要方面，涉及到運(yùn)動(dòng)康復(fù)和機(jī)器人控制等領(lǐng)域，特別是在機(jī)械外骨骼機(jī)器人控制中，對(duì)人體步態(tài)的準(zhǔn)確識(shí)別尤為重要。機(jī)械外骨骼技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)，其通過(guò)為人體提供額外的動(dòng)力，一方面既可以增強(qiáng)人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能，提高人體的運(yùn)動(dòng)能力，用于軍事和工業(yè)領(lǐng)域；另一方面，在醫(yī)療領(lǐng)域還可以輔助下肢功能障礙病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。

在人體外骨骼機(jī)器人控制中，下肢步態(tài)的識(shí)別主要有兩種方式：基于肌電信號(hào)或者基于足底壓力傳感器信號(hào)。肌電信號(hào)的成本較高，需要與人體表面完全接觸，而且信號(hào)比較微弱，模式難以識(shí)別。目前常見(jiàn)的是通過(guò)測(cè)量足底壓力傳感器信號(hào)來(lái)進(jìn)行步態(tài)識(shí)別的。但現(xiàn)有的通過(guò)足底壓力檢測(cè)來(lái)進(jìn)行步態(tài)識(shí)別的方法準(zhǔn)確度仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N新型的步態(tài)識(shí)別方法及裝置。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑牟綉B(tài)識(shí)別方法，包括：

定義步驟：定義在各步態(tài)相下足底的腳趾部位、足弓部位、足跟部位分別對(duì)應(yīng)的壓力狀態(tài)，所述壓力狀態(tài)分為高壓力狀態(tài)和低壓力狀態(tài)；

信號(hào)獲取步驟：獲取同一時(shí)間內(nèi)足底的腳趾部位、足弓部位、足跟部位的壓力檢測(cè)信號(hào)；

轉(zhuǎn)換步驟：將獲取的壓力檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為表示高壓力狀態(tài)或低壓力狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)；

判斷步驟：將獲取的同一時(shí)間內(nèi)腳趾部位、足弓部位、足跟部位各處的壓力狀態(tài)與各步態(tài)相定義的壓力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如果與某一步態(tài)相結(jié)果對(duì)比一致，則判斷當(dāng)前處于該步態(tài)相；如果與所有步態(tài)相均不相同，則判斷為異常狀態(tài)；

執(zhí)行步驟：當(dāng)判斷當(dāng)前處于某一步態(tài)相時(shí)，發(fā)出執(zhí)行指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行與該步態(tài)相匹配的動(dòng)作。

作為所述步態(tài)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，在轉(zhuǎn)換步驟中，獲取的壓力檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理后，采用模糊識(shí)別算法將每個(gè)壓力檢測(cè)信號(hào)劃分為高壓力狀態(tài)或低壓力狀態(tài)。

作為所述步態(tài)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，定義各步態(tài)相變化順序，各步態(tài)相按照順序跳轉(zhuǎn)。

作為所述步態(tài)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，如當(dāng)前檢測(cè)到的步態(tài)相在已定義的變化順序中并非位于正在執(zhí)行的步態(tài)相之后，則不發(fā)生跳轉(zhuǎn)，保持正在執(zhí)行的步態(tài)相的狀態(tài)。

作為所述步態(tài)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述腳趾部位壓力采集點(diǎn)包括大腳趾，所述足弓部位壓力采集點(diǎn)包括足弓內(nèi)側(cè)和足弓外側(cè)。

作為所述步態(tài)識(shí)別方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步態(tài)相包括：

S1：初始接觸相，此相下大腳趾區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓內(nèi)側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓外側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足跟區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)；

S2：加載反饋相，此相下大腳趾區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓內(nèi)側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓外側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)，足跟區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)；

S3：中間支撐相，此相下：

大腳趾區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓內(nèi)側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)，足弓外側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)，足跟區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)；

或大腳趾區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足弓內(nèi)側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)，足弓外側(cè)區(qū)域?qū)?yīng)為低壓力狀態(tài)，足跟區(qū)域?qū)?yīng)為高壓力狀態(tài)；