[发明专利]一种助力外骨骼的识别控制系统以及识别控制方法

权利要求书

1.一种助力外骨骼的识别控制系统，其特征在于，包括：

脚底压力信息处理模块：实时对穿戴者的脚底压力信息进行检测，将所述脚底压力信息进行预处理输出相应的脚底压力信号；

地势信息预处理模块：耦接所述助力外骨骼机器人，用于实时采集所述外骨骼装置运动环境中的地势信息，将所述地势信息进行预处理提取地势特征信息并输出相应的地势识别预处理信号；

惯性测量模块：对于穿戴者行走中双腿的髋关节角度、角速度以及肌电信息进行相应的预处理得到惯性测量信号；

数据处理分析模块：将脚底压力信息、地势信息、惯性测量信息处理后与人体步态数据库内的行走模式进行匹配，匹配结果传输给助力外骨骼机器人对其进行控制。

2.根据权利要求1所述的识别控制系统，其特征在于，所述脚底压力信息处理模块包括内嵌在上层鞋垫以及下层鞋垫之间的压力传感器、信号调理电路、数据传唤模块以及无线传输模块。

3.根据权利要求1所述的识别控制系统，其特征在于，所述地势信息预处理模块包括：

图像采集单元，用于实时采集运动环境中的地势信息；

图像预处理单元，耦接所述图像采集单元，所述图像预处理单元根据所述地势信息进行预处理得到地势预处理信息；

地势特征提取单元，耦接所述图像预处理单元，所述地势特征提取单元用于根据所述地势预处理信息提取地势特征信息。

4.根据权利要求1所述的识别控制系统，其特征在于，所述惯性测量模块包括用于对所述髋关节角度、角速度进行处理的微处理器。

5.根据权利要求4所述的识别控制系统，其特征在于，所述微处理器的处理过程包括：

利用式(1)得到步行相角，从而通过建立映射模型得到步行相角与参数化助力曲线的函数关系，如式(2)所示；

其中，τ_i为相角值阶段的期望助力矩值，ω_max，ω_m，ω分别为人体上台阶过程中髋关节屈伸角速度设定最大值、设定平均值以及实际采集值，τ_max为预设最大人体上台阶驱动力矩，在每个步态中由微处理器输出相角占比ψ_i及助力矩参数τi作为惯性测量信息。

6.权利要求1-5任一项所述的识别控制系统的识别控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

实时对穿戴者的脚底压力信息进行检测，将所述脚底压力信息进行预处理输出相应的脚底压力信号；

实时采集所述外骨骼装置运动环境中的地势信息，将所述地势信息进行预处理提取地势特征信息并输出相应的地势识别预处理信号；

对于穿戴者行走中双腿的髋关节角度、角速度以及肌电信息进行相应的预处理得到惯性测量信号；

将脚底压力信息、地势信息、惯性测量信息处理后与人体步态数据库内的行走模式进行匹配，匹配结果传输给助力外骨骼机器人对其进行控制。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序执行时实现权利要求6所述方法的步骤。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6所述方法的步骤。