[发明专利]用于肢体的运动模式识别方法

权利要求书

1.一种用于肢体的运动模式识别方法，包括：

利用传感器收集受试者的肢体末端在不同运动模式下的摆动阶段的运动数据；

将所述运动数据和相应的肢体运动模式输入分类器或模式识别器以对分类器或模式识别器进行训练；以及

将通过所述传感器实时获得的所述肢体的所述运动数据输入经训练的分类器或经训练的模式识别器，以进行所述肢体的运动模式识别。

2.根据权利要求1所述的运动模式识别方法，其中，

所述肢体包括人体的下肢、下肢假肢、下肢矫形器和下肢外骨骼，以及

所述运动模式包括上坡、下坡、上楼、下楼、平地行走和转弯。

3.根据权利要求2所述的运动模式识别方法，其中，

所述运动数据包括所述肢体末端在所述不同运动模式下的摆动阶段的对地绝对运动轨迹、对地绝对速度和对地绝对加速度中的一者或多者。

4.根据权利要求3所述的运动模式识别方法，其中，

所述传感器包括固定在所述肢体末端的惯性测量单元，以及

其中，所述运动模式识别方法还包括：

通过对在传感器坐标系内获得的所述惯性测量单元的角速度和加速度数据进行坐标变换和积分运算来获取所述肢体末端的所述对地绝对运动轨迹、所述对地绝对速度和所述对地绝对加速度中的一者或多者。

5.根据权利要求4所述的运动模式识别方法，还包括：

在所述受试者处于站立阶段时重置用于所述坐标变换的变换矩阵、所述对地绝对速度和对地绝对运动位移，以消除或减小所述惯性测量单元的累计漂移或累计误差。

6.根据权利要求5所述的运动模式识别方法，其中，

通过固定在所述肢体末端的所述惯性测量单元或安装在所述受试者的脚掌的测力传感器检测所述受试者的站立阶段。

7.根据权利要求3所述的运动模式识别方法，其中，

所述收集受试者的肢体末端在不同运动模式下的摆动阶段的运动数据包括：

提取所述肢体末端在矢状面的所述对地绝对运动轨迹，通过所述矢状面的所述对地绝对运动轨迹推导与所述不同运动模式相对应的地形斜率，以识别所从事的运动模式。

8.根据权利要求4所述的运动模式识别方法，还包括：

利用触发边界条件触发所述经训练的分类器或所述经训练的模式识别器，以在所述受试者的脚掌触地之前识别所述受试者所从事的运动模式，其中，当所述触发边界条件满足时，所述受试者的运动模式被识别。

9.根据权利要求8所述的运动模式识别方法，其中，

所述触发边界条件包括椭圆边界条件、圆形边界条件和矩形边界条件，当所述肢体末端的所述对地绝对运动轨迹穿过所述触发边界条件时，所述受试者的运动模式被识别。

10.根据权利要求8所述的运动模式识别方法，其中，

所述触发边界条件包括时间阀值触发、前进方向或地面垂直方向的对地绝对位移触发、对地绝对速度触发、或对地绝对加速度触发中的一者或多者。

11.根据权利要求8所述的运动模式识别方法，其中，

所述触发边界条件包括所述惯性测量单元在所述传感器坐标系内的角速度或加速度信号中的一者或多者满足预设触发条件。

12.根据权利要求4所述的运动模式识别方法，还包括：

利用时间窗对所述受试者的运动模式进行实时检测，以在所述受试者的脚掌触地之前识别所述受试者所从事的运动模式，其中，当所述时间窗内的所述对地绝对速度、所述对地绝对加速度或所述对地绝对运动轨迹中的一者或多者与特定运动模式的相应数据匹配时，所述受试者的运动模式被识别。