[發(fā)明專利]外骨骼輔助下的步態(tài)識別方法、介質(zhì)和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110388106.3
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113208583B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王念峰;鐘一弘;張憲民;黃偉聰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東天物新材料科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 鄭浦娟

本發(fā)明公開了一種外骨骼輔助下的步態(tài)識別方法、裝置、介質(zhì)和設(shè)備，首先設(shè)置變量且進(jìn)行初始化，讀取步態(tài)識別循環(huán)開始的當(dāng)前時(shí)間CT，獲取足底壓力傳感器檢測到的腳底等效壓力；根據(jù)當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)，選擇接下來判定是腳跟著地還是腳跟離地；在當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)表示為腳跟離地，則接下來判定腳跟著地的條件；滿足情況下，更新步態(tài)狀態(tài)和步數(shù)，在步數(shù)達(dá)到閾值情況下，進(jìn)行步態(tài)周期更新并啟動步態(tài)周期百分比，進(jìn)入步態(tài)周期百分比計(jì)算過程；在當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)表示為腳跟著地，則接下來判定腳跟離地的條件；在滿足的情況下，更新變量，然后進(jìn)入步態(tài)周期百分比計(jì)算過程。本發(fā)明方法提高步態(tài)識別的抗干擾能力和實(shí)時(shí)性，使得步態(tài)識別的準(zhǔn)確度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及外骨骼步態(tài)識別領(lǐng)域，特別涉及一種外骨骼輔助下的步態(tài)識別方法、介質(zhì)和設(shè)備。

背景技術(shù)

外骨骼機(jī)器人模仿生物世界昆蟲的外骨骼，是一種結(jié)合了人類智能的可穿戴設(shè)備，作為一種新型的機(jī)電設(shè)備，通過集成傳感、控制、信息融合等技術(shù)，在為使用者提供保護(hù)的基礎(chǔ)上，給使用者提供動力及其他服務(wù)。外骨骼技術(shù)有廣闊的運(yùn)用場景，在工業(yè)領(lǐng)域，外骨骼可以減輕工人負(fù)重，減少肌肉疲勞，降低腰肌勞損的風(fēng)險(xiǎn)；在醫(yī)療領(lǐng)域，外骨骼幫助行動不便的老人或殘障人士恢復(fù)行動能力，幫助護(hù)理人員輕松抬起病人；在救災(zāi)領(lǐng)域，外骨骼可以幫助消防員或其他急救人員提供防護(hù)，攜帶氧氣罐和其他呼吸設(shè)備；在軍事領(lǐng)域，外骨骼可以將人背負(fù)的沉重的背包重量傳導(dǎo)到地面，并提供充足的動力，減少在崎嶇不平的山路上長途跋涉的能量消耗。

無外骨骼輔助條件下，將足底壓力傳感器放置在腳跟位置，可以在腳跟著地時(shí)，通過足底壓力傳感器信號判斷腳跟著地，但由于對足底壓力傳感器往往需要進(jìn)行濾波操作，會帶來一定的延時(shí)。在踝關(guān)節(jié)外骨骼應(yīng)用中，考慮到輔助力施加過程中往往帶來對足底壓力傳感器的干擾，往往不使用足底壓力傳感器進(jìn)行步態(tài)識別，或者通過增加足底壓力傳感器的數(shù)量來改善步態(tài)判斷的抗干擾能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種外骨骼輔助下的步態(tài)識別方法，該方法可以在使用單個(gè)足底壓力傳感器情況下，且足底壓力傳感器信號不進(jìn)行濾波的條件下，提高步態(tài)識別的抗干擾能力和實(shí)時(shí)性，使得步態(tài)識別的準(zhǔn)確度更高。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種存儲介質(zhì)。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種計(jì)算設(shè)備。

本發(fā)明的第一目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種外骨骼輔助下的步態(tài)識別方法，包括步驟：

步驟S1、設(shè)置變量并且進(jìn)行初始化，設(shè)置的變量包括步態(tài)狀態(tài)State、步數(shù)Step、腳底等效壓力FSR和當(dāng)前時(shí)間寄存器；

步驟S2、讀取步態(tài)識別循環(huán)開始的當(dāng)前時(shí)間CT，獲取當(dāng)前時(shí)間CT下足底壓力傳感器檢測到的腳底等效壓力FSR；

步驟S3、判定當(dāng)前時(shí)間CT下的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)State，根據(jù)當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)State，選擇接下來判定是腳跟著地還是腳跟離地；其中：

若當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)State表示為：腳跟離地，則接下來根據(jù)腳底等效壓力FSR，判定是否滿足腳跟著地的條件；

若是，則更新變量，包括更新步態(tài)狀態(tài)和步數(shù)，然后進(jìn)入到步驟S4；

若否，則進(jìn)入步驟S5；

若當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)State表示為：腳跟著地，則接下來根據(jù)腳底等效壓力FSR，判定是否滿足腳跟離地的條件；

若是，則更新變量，然后進(jìn)入步驟S5；

若否，則直接進(jìn)入步驟S5；

步驟S4、判定步數(shù)是否達(dá)到閾值F；

若是，則進(jìn)行步態(tài)周期更新，并啟動步態(tài)周期百分比計(jì)算，然后進(jìn)入步驟S5；

若否，則直接進(jìn)入步驟S5；