【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于外骨骼装置，具体的说，是涉及一种外骨骼装置的步行模式获取方法及系统。
技术介绍
1、最近，随着机器人技术的发展，本领域正在开发辅助人体运动的肌肉辅助装置。部分肌肉辅助装置利用马达的旋转产生运动动力，例如，韩国公开专利：第10-2019-0004854号，公开了一种穿戴式肌肉辅助装置及其控制方法；上述现有技术文献包括：支撑穿戴者上身的主机身，布置在上述主机身两侧的多个腿部滑轮，以及连接在上述腿部滑轮上的多个钢丝部，为多个钢丝部提供拉力，具备旋转多个腿部滑轮的驱动力。
2、大多数肌肉辅助装置包含电池，用于减速电机转数的减速器和滑轮，以代替人体的关节，并且根据预先存储的驱动控制来产生驱动力以驱动它们，现有技术主要存在以下不足：当使用肌肉辅助装置（外骨骼装置）时，若外骨骼装置的驱动与用户的步行模式不同，则会增加用户的步行疲劳度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种外骨骼装置的步行模式获取方法，以解决现有技术所存在的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种外骨骼装置的步行模式获取方法，包括：
4、步骤s1：检测外骨骼装置穿戴者步行时，大腿部的肌肉运动压力信息、小腿部的肌肉运动压力信息，以及大腿部和小腿部的角度信息；
5、步骤s2：基于角度信息对肌肉运动压力数据进行采样，获得去噪后的肌肉运动压力数据；
6、步骤s3：获得角度信息和去噪后的肌肉运动压力数据的散布图；
7、步骤s4：根据所述散布图获得步行模式模型。
8、在一种实施方案中，所述步骤s1中，通过安装在外骨骼装置上的上侧角度检测传感器和下侧角度检测传感器检测大腿部和小腿部的角度信息；通过佩戴在穿戴者腿部的压力传感器检测大腿部的肌肉运动压力信息、小腿部的肌肉运动压力信息。
9、在一种实施方案中，所述步骤s1中，检测大腿部的肌肉运动压力信息包括：构成前大腿肌肉的髂胫束、股直肌、缝匠肌、股中肌、髂腰肌中的至少1个以上的肌肉的运动，构成后大腿肌肉的臀大肌、股内收肌、半腱肌、股薄肌、半膜肌两根和大腿股二头肌中的至少1个以上的肌肉的运动；检测小腿部的肌肉运动压力信息包括构成后侧小腿肌肉的腓肠肌或比目鱼肌的运动。
10、在一种实施方案中，所述步骤s2的具体方法如下：
11、步骤s2.1：基于角度信息获得肌肉运动压力数据的协方差矩阵，并基于协方差矩阵，根据公式（1）计算数据间隔距离：（1）式中， σ-1表示协方差矩阵，х表示数据向量，μ表示平均向量，t表示转置；
12、步骤s2.2：使用卡方分布计算截止区域；
13、步骤s2.3：将超出所述截止区域的数据判断为噪声，将截止区域内的数据作为有效数据进行采样，获得去噪后的肌肉运动压力数据。
14、在一种实施方案中，所述步骤s3的具体方法如下：
15、步骤s3.1：计算角度信息和去噪后的肌肉运动压力数据的协方差；
16、步骤s3.2：将所述协方差归一化处理，并通过公式（2）计算出相关系数：（2）
17、式中，s是角度信息，e是去噪后的肌肉运动压力数据；
18、步骤s3.3：根据所述相关系数得到角度信息对应的散布图。
19、在一种实施方案中，所述步骤s4的具体方法如下：
20、根据公式（3），将所述散布图应用于单个检测数据，获得步行模式模型：（3）式中，e为检测数据，α为角度校正常数，β为单个检测数据的散布图，表示步行模型数据，n表示常数。
21、为了实现上述目的，本专利技术提供了用于实现上述的外骨骼装置的步行模式获取方法的步行模式获取系统，包括：
22、压力检测部，包括用于检测穿戴者大腿肌肉的运动的上部压力检测单元，和用于检测穿戴者小腿肌肉的运动的下部压力检测单元；
23、外骨骼装置，包括主体和左右连接体；
24、角度检测部，安装在所述外骨骼装置上，并用于检测穿戴者腰线的股大腿线之间的角度信息和大腿线与小腿线之间的角度信息；所述角度检测部包括安装在所述外骨骼装置上的上侧角度检测传感器和下侧角度检测传感器；
25、控制器，包括基于角度信息对肌肉运动压力信息进行采样的信号采样模块、计算角度信息和检测数据的散布图的相关计算模块和基于所述散布图和肌肉运动压力信息获得步行模式模型的步行模式获取模块。
26、进一步的，所述左右连接体包括中间支撑体，和与所述中间支撑体的上侧连接的上侧支撑体、下侧连接的下侧支撑体，以及与所述下侧支撑体连接的脚座；所述上侧角度检测传感器用于检测所述中间支撑体和上侧支撑体形成的角度，所述下侧角度检测传感器用于检测所述中间支撑体和下侧支撑体形成的角度。
27、进一步的，所述主体上安装有电池，所述控制器设置在所述主体上。
28、进一步的，所述中间支撑体上设置有用于驱动上侧支撑体的上侧驱动部，和用于驱动下侧支撑体的下侧驱动部。
29、与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
30、（1）根据本专利技术，在特定肌肉分布领域的部分领域检测出肌肉的运动压力，以检测出的压力数据和角度信息为基础，获得穿戴者的步行模式，使得外骨骼装置的驱动与用户的步行模式相同，降低用户的步行疲劳度，从而有效地解决了现有技术所存在的问题；
31、（2）根据本专利技术，可以使用穿戴外骨骼装置的穿戴者的腿部肌肉运动压力信息来执行外骨骼装置的驱动控制，并且可以执行对穿戴者的步行模式优化的角度控制。
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1.一种外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤S1中，通过安装在外骨骼装置上的上侧角度检测传感器和下侧角度检测传感器检测大腿部和小腿部的角度信息；通过佩戴在穿戴者腿部的压力传感器检测大腿部的肌肉运动压力信息、小腿部的肌肉运动压力信息。
3.根据权利要求2所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤S1中，检测大腿部的肌肉运动压力信息包括：构成前大腿肌肉的髂胫束、股直肌、缝匠肌、股中肌、髂腰肌中的至少1个以上的肌肉的运动，构成后大腿肌肉的臀大肌、股内收肌、半腱肌、股薄肌、半膜肌两根和大腿股二头肌中的至少1个以上的肌肉的运动；检测小腿部的肌肉运动压力信息包括构成后侧小腿肌肉的腓肠肌或比目鱼肌的运动。
4.根据权利要求3所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤S2的具体方法如下：
5.根据权利要求4所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤S3的具体方法如下：
6.根据权利要求5所述的外骨骼装置的步行
7.用于实现如权利要求1~6任一项所述的外骨骼装置的步行模式获取方法的步行模式获取系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的步行模式获取系统，其特征在于：所述左右连接体(220)包括中间支撑体(221)，和与所述中间支撑体(221)的上侧连接的上侧支撑体(222)、下侧连接的下侧支撑体(223)，以及与所述下侧支撑体(223)连接的脚座(224)；所述上侧角度检测传感器用于检测所述中间支撑体(221)和上侧支撑体(222)形成的角度，所述下侧角度检测传感器用于检测所述中间支撑体(221)和下侧支撑体(223)形成的角度。
9.根据权利要求8所述的步行模式获取系统，其特征在于：所述主体(210)上安装有电池，所述控制器(400)设置在所述主体(210)上。
10.根据权利要求9所述的步行模式获取系统，其特征在于：所述中间支撑体(221)上设置有用于驱动上侧支撑体(222)的上侧驱动部(2211)，和用于驱动下侧支撑体(223)的下侧驱动部(2212)。
...【技术特征摘要】
1.一种外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤s1中，通过安装在外骨骼装置上的上侧角度检测传感器和下侧角度检测传感器检测大腿部和小腿部的角度信息；通过佩戴在穿戴者腿部的压力传感器检测大腿部的肌肉运动压力信息、小腿部的肌肉运动压力信息。
3.根据权利要求2所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤s1中，检测大腿部的肌肉运动压力信息包括：构成前大腿肌肉的髂胫束、股直肌、缝匠肌、股中肌、髂腰肌中的至少1个以上的肌肉的运动，构成后大腿肌肉的臀大肌、股内收肌、半腱肌、股薄肌、半膜肌两根和大腿股二头肌中的至少1个以上的肌肉的运动；检测小腿部的肌肉运动压力信息包括构成后侧小腿肌肉的腓肠肌或比目鱼肌的运动。
4.根据权利要求3所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤s2的具体方法如下：
5.根据权利要求4所述的外骨骼装置的步行模式获取方法，其特征在于：所述步骤s3的具体方法如下：
6.根据权利要求5所述的外骨骼...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴周泳，
申请(专利权)人：爱布上海人工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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