[發明專利]步態控制方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202010549822.0
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111772638A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李紅紅;韓久琦;姚秀軍;桂晨光
• 申請（專利權）人: 北京海益同展信息科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61H3/00
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 杜欣

1.一種步態控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取在用戶大腿和小腿處采集的大腿步態時間序列和小腿步態時間序列；

根據所述大腿步態時間序列和所述小腿步態時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列；

將所述姿態角時間序列輸入預設步態預測模型，利用所述預設步態預測模型預測所述用戶下一時刻的預測步態數據；

按照所述預測步態數據生成用于控制下肢外骨骼機器人的步態的控制指令。

2.根據權利要求1所述的步態控制方法，其特征在于，所述根據所述大腿步態時間序列和所述小腿步態時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列，包括：

根據所述大腿步態時間序列中每個采集時刻對應的大腿步態數據，分別計算在矢狀面上大腿相對于豎直方向的第一夾角，得到第一夾角時間序列；

根據所述小腿步態時間序列中每個采集時刻對應的小腿步態數據，分別計算在矢狀面上小腿相對于豎直方向的第二夾角，得到第二夾角時間序列；

根據所述第一夾角時間序列及所述第二夾角時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列。

3.根據權利要求2所述的步態控制方法，其特征在于，所述根據所述第一夾角時間序列及所述第二夾角時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列，包括：

逐個針對所述第一夾角時間序列和所述第二夾角時間序列中每個采集時刻對應的第一夾角及第二夾角，計算所述第一夾角與所述第二夾角的差值；

將所述差值的絕對值確定為與該采集時刻對應的姿態角，得到姿態角時間序列。

4.根據權利要求2所述的步態控制方法，其特征在于，所述根據所述大腿步態時間序列和所述小腿步態時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列，還包括：

對所述大腿步態數據進行中值濾波，得到中值濾波后的大腿步態數據；

對所述小腿步態數據進行中值濾波，得到中值濾波后的小腿步態數據；

執行在根據所述大腿步態時間序列中每個采集時刻對應的大腿步態數據，分別計算在矢狀面上大腿相對于豎直方向的第一夾角，得到第一夾角時間序列的步驟。

5.根據權利要求3所述的步態控制方法，其特征在于，所述根據所述大腿步態時間序列和所述小腿步態時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列，還包括：

在將所述差值的絕對值確定為與該采集時刻對應的姿態角，得到姿態角時間序列之后，對所述姿態角時間序列進行相空間重構，得到相空間重構后的姿態角時間序列。

6.根據權利要求1所述的步態控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取在多個訓練對象的大腿和小腿處采集的多個步態周期中大腿步態訓練時間序列、小腿步態訓練時間序列；

根據所述大腿步態訓練時間序列和所述小腿步態訓練時間序列計算多個訓練對象的膝關節在多個步態周期內的姿態角訓練時間序列；

對所述姿態角訓練時間序列進行相空間重構；

利用相空間重構后的姿態角訓練時間序列訓練所述預設步態預測模型，直至所述預設步態預測模型收斂。

7.根據權利要求1所述的步態控制方法，其特征在于，所述大腿步態時間序列和小腿步態時間序列中包括：按照采集時刻的先后順序排列的三軸陀螺儀數據、三軸加速度數據和三軸角度數據中的一個或多個。

8.一種步態控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取在用戶大腿和小腿處采集的大腿步態時間序列和小腿步態時間序列；

計算模塊，用于根據所述大腿步態時間序列和所述小腿步態時間序列計算所述用戶的膝關節的姿態角時間序列；

預測模塊，用于將所述姿態角時間序列輸入預設步態預測模型，利用所述預設步態預測模型預測所述用戶下一時刻的預測步態數據；

生成模塊，用于按照所述預測步態數據生成用于控制下肢外骨骼機器人的步態的控制指令。