[发明专利]步态识别方法及装置

说明书

本申请公开一种步态识别方法及装置，该方法和装置中先定义在各步态相下足底的脚趾部位、足弓部位、足跟部位分别对应的压力状态。然后获取同一时间内脚趾部位、足弓部位、足跟部位的压力状态。该识别方法将各部位的状态划分为高压力状态或低压力状态，根据同一时间内脚趾部位、足弓部位、足跟部位所采集的压力状态与定义的步态相进行对比，从而判断此刻的步态相，获得更准确的判断结果。

技术领域

本申请涉及在人体外骨骼机器人领域，尤其是人体步态的识别。

背景技术

人体步态是人体运动研究的重要方面，涉及到运动康复和机器人控制等领域，特别是在机械外骨骼机器人控制中，对人体步态的准确识别尤为重要。机械外骨骼技术是当前的一个热点，其通过为人体提供额外的动力，一方面既可以增强人体的运动机能，提高人体的运动能力，用于军事和工业领域；另一方面，在医疗领域还可以辅助下肢功能障碍病人进行康复训练。

在人体外骨骼机器人控制中，下肢步态的识别主要有两种方式：基于肌电信号或者基于足底压力传感器信号。肌电信号的成本较高，需要与人体表面完全接触，而且信号比较微弱，模式难以识别。目前常见的是通过测量足底压力传感器信号来进行步态识别的。但现有的通过足底压力检测来进行步态识别的方法准确度仍有待提高。

发明内容

本申请提供一种新型的步态识别方法及装置。

本申请提供的步态识别方法，包括：

定义步骤：定义在各步态相下足底的脚趾部位、足弓部位、足跟部位分别对应的压力状态，所述压力状态分为高压力状态和低压力状态；

信号获取步骤：获取同一时间内足底的脚趾部位、足弓部位、足跟部位的压力检测信号；

转换步骤：将获取的压力检测信号转换为表示高压力状态或低压力状态的数字信号；

判断步骤：将获取的同一时间内脚趾部位、足弓部位、足跟部位各处的压力状态与各步态相定义的压力状态进行对比，如果与某一步态相结果对比一致，则判断当前处于该步态相；如果与所有步态相均不相同，则判断为异常状态；

执行步骤：当判断当前处于某一步态相时，发出执行指令，控制执行机构执行与该步态相匹配的动作。

作为所述步态识别方法的进一步改进，在转换步骤中，获取的压力检测信号进行滤波处理后，采用模糊识别算法将每个压力检测信号划分为高压力状态或低压力状态。

作为所述步态识别方法的进一步改进，定义各步态相变化顺序，各步态相按照顺序跳转。

作为所述步态识别方法的进一步改进，如当前检测到的步态相在已定义的变化顺序中并非位于正在执行的步态相之后，则不发生跳转，保持正在执行的步态相的状态。

作为所述步态识别方法的进一步改进，所述脚趾部位压力采集点包括大脚趾，所述足弓部位压力采集点包括足弓内侧和足弓外侧。

作为所述步态识别方法的进一步改进，所述步态相包括：

S1：初始接触相，此相下大脚趾区域对应为低压力状态，足弓内侧区域对应为低压力状态，足弓外侧区域对应为低压力状态，足跟区域对应为高压力状态；

S2：加载反馈相，此相下大脚趾区域对应为低压力状态，足弓内侧区域对应为低压力状态，足弓外侧区域对应为高压力状态，足跟区域对应为高压力状态；

S3：中间支撑相，此相下：

大脚趾区域对应为低压力状态，足弓内侧区域对应为高压力状态，足弓外侧区域对应为高压力状态，足跟区域对应为高压力状态；

或大脚趾区域对应为低压力状态，足弓内侧区域对应为高压力状态，足弓外侧区域对应为低压力状态，足跟区域对应为高压力状态；