[發(fā)明專利]步態(tài)控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010549822.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111772638A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅紅;韓久琦;姚秀軍;桂晨光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京海益同展信息科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/11
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/11;A61H3/00
• 代理公司: 北京華夏泰和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11662
• 代理人: 杜欣

本發(fā)明涉及一種步態(tài)控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括獲取在用戶大腿和小腿處采集的大腿步態(tài)時(shí)間序列和小腿步態(tài)時(shí)間序列，根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列和所述小腿步態(tài)時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列，將所述姿態(tài)角時(shí)間序列輸入預(yù)設(shè)步態(tài)預(yù)測(cè)模型，利用所述預(yù)設(shè)步態(tài)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)所述用戶下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)，按照所述預(yù)測(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)生成用于控制下肢外骨骼機(jī)器人的步態(tài)的控制指令。本發(fā)明實(shí)施例能夠通過(guò)利用預(yù)設(shè)步態(tài)預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)，便于控制系統(tǒng)提前做出控制方案，使得外骨骼機(jī)器人的動(dòng)作與人體的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作時(shí)刻保持一致，方便用戶使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種步態(tài)控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

下肢動(dòng)力外骨骼機(jī)器人，也稱“電子腿”，是一款可穿戴式輕量助力機(jī)器人。它不僅能幫助因先天或者疾病造成的肌肉損傷殘疾人恢復(fù)行走能力，還有望避免患者因長(zhǎng)時(shí)間坐在輪椅上而生壓瘡，同時(shí)還可以改善心臟健康狀況、鍛煉肌肉強(qiáng)度、預(yù)防由長(zhǎng)時(shí)間匱乏平衡性運(yùn)動(dòng)造成的小腦萎縮等。

在助老助殘、醫(yī)療康復(fù)和軍事救災(zāi)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。下肢外骨骼的隨動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)其輔助功能的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的下肢外骨骼物理型人機(jī)協(xié)同控制由于信號(hào)延遲存在運(yùn)動(dòng)滯后的問(wèn)題，用戶使用起來(lái)非常不方便。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題或者至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N步態(tài)控制方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N步態(tài)控制方法，所述方法包括：

獲取在用戶大腿和小腿處采集的大腿步態(tài)時(shí)間序列和小腿步態(tài)時(shí)間序列；

根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列和所述小腿步態(tài)時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列；

將所述姿態(tài)角時(shí)間序列輸入預(yù)設(shè)步態(tài)預(yù)測(cè)模型，利用所述預(yù)設(shè)步態(tài)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)所述用戶下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)；

按照所述預(yù)測(cè)步態(tài)數(shù)據(jù)生成用于控制下肢外骨骼機(jī)器人的步態(tài)的控制指令。

可選的，所述根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列和所述小腿步態(tài)時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列，包括：

根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列中每個(gè)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的大腿步態(tài)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算在矢狀面上大腿相對(duì)于豎直方向的第一夾角，得到第一夾角時(shí)間序列；

根據(jù)所述小腿步態(tài)時(shí)間序列中每個(gè)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的小腿步態(tài)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算在矢狀面上小腿相對(duì)于豎直方向的第二夾角，得到第二夾角時(shí)間序列；

根據(jù)所述第一夾角時(shí)間序列及所述第二夾角時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列。

可選的，所述根據(jù)所述第一夾角時(shí)間序列及所述第二夾角時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列，包括：

逐個(gè)針對(duì)所述第一夾角時(shí)間序列和所述第二夾角時(shí)間序列中每個(gè)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第一夾角及第二夾角，計(jì)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(duì)值確定為與該采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角，得到姿態(tài)角時(shí)間序列。

可選的，所述根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列和所述小腿步態(tài)時(shí)間序列計(jì)算所述用戶的膝關(guān)節(jié)的姿態(tài)角時(shí)間序列，還包括：

對(duì)所述大腿步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，得到中值濾波后的大腿步態(tài)數(shù)據(jù)；

對(duì)所述小腿步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，得到中值濾波后的小腿步態(tài)數(shù)據(jù)；

執(zhí)行在根據(jù)所述大腿步態(tài)時(shí)間序列中每個(gè)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的大腿步態(tài)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算在矢狀面上大腿相對(duì)于豎直方向的第一夾角，得到第一夾角時(shí)間序列的步驟。