[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

说明书

本发明提供的一种助力外骨骼的识别控制系统及识别控制方法，识别控制系统包括：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；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；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：匹配结果传输给助力外骨骼机器人对其进行控制。本发明的识别控制系统实现了对外骨骼穿戴者在应对不同地势形态步态意图识别及快速协同辅助响应动作，实现外骨骼穿戴者在不同地势环境中顺利完成各项工作。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种助力外骨骼的识别控制系统以及识别控制方法。

背景技术

外骨骼系统是一种穿戴在身体上的伴随式智能装备系统，通过同步“跟随”人体运动，辅助运动者承重助力及负重机动，有效提升运动者搬移托举能力、承载携行能力和快速机动能力，在后装物资装填搬移保障、物资伴随支援保障、边防巡逻保障等领域具有广泛的需求。

外骨骼系统往往工作在多种多样的地势条件，所处的环境地势特征对外骨骼系统的移动性能具有较大的影响，每种地势都对外骨骼系统平稳移动提出了挑战，需要外骨骼系统采取不同的移动模式。其中，外骨骼系统可在地势平坦并且不易打滑的环境用相对较高的速度移动，而疏松泥巧或崎幅不平的地势环境将对机外骨骼系统的平稳移动不利，对于地势进行不能精确的识别，并且在自然环境中不能安全、稳定地运动。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种助力外骨骼的识别控制系统及识别控制方法，该识别控制系统及识别控制方法实现了对外骨骼穿戴者在应对不同地势形态步态意图识别及快速协同辅助响应动作，实现外骨骼穿戴者在不同地势环境中顺利完成各项工作，且通过对穿戴者的脚底以及行走角度等多参数的采集，也提高了对外骨骼机器人识别控制的准确性。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明公开了一种助力外骨骼的识别控制系统，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。

第二方面，本发明公开了关于上述助力外骨骼的识别控制方法，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。

第三方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。