一种基于多传感器的步态事件预测方法及系统技术方案

技术编号:41665194 阅读:20 留言:0更新日期:2024-06-14 15:24
本发明专利技术属于模式识别相关技术领域,并公开了一种基于多传感器的步态事件预测方法及系统。该方法包括下列步骤:S1采集不同的步行速度对应的肌电信号和IMU信号构建数据库;S2识别实际的脚跟着地,足平和脚尖离地的时刻,脚跟着地的预测特征点和脚尖离地的预测特征点;S3计算脚跟着地的预测特征点和实际的脚跟着地时刻之间的时间差和脚尖离地的预测特征点和实际的脚尖离地时刻之间的时间差,建立时间差与步行速度的回归模型;S4实时估计待预测的IMU信号的步行速度;S5利用实时步行速度求解时间差,确定实际脚跟着地点和实际脚尖离地特征点,实现预测过程。通过本发明专利技术,解决基于穿戴式传感器的步态事件识别带来延迟的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模式识别相关,更具体地,涉及一种基于多传感器的步态事件预测方法及系统


技术介绍

1、下肢外骨骼能够跟踪穿戴者的腿部运动,从而实现恢复或增强下肢运动的功能。准确识别人类运动意图可以确定未来外骨骼的状态,对于外骨骼的控制有着重要帮助。人类步态循环根据步态事件可以划分为多个离散阶段,其中关键步态事件脚跟着地和脚尖离地,分别标志着站立相和摆动相的开始,并能提供步态周期、支撑相时间和摆动相时间等信息,而这些时间参数是下肢运动的重要评估内容。

2、力板和高速相机通常被用作确定步态事件的黄金标准,但他们通常被限制在实验室环境中。压敏开关因其能获取开/关信号且适用于室外环境而受到欢迎,然而,它们容易出现机械故障且长时间使用容易带来不适感。肌电信号在检测运动意图方面有很大潜力,因为它们检测到的激活先于肌肉-肌腱长度变化,当前利用肌电信号的研究大多采用机器学习算法,即提取肌电信号特征值对下肢运动进行解码,然而实际上,基于阈值的方法与之相比更为简单高效,更适合应用于实时系统。目前实现了采用惯性测量单元实现步态事件识别,imu具有低廉便携以及可穿戴的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤S1中,所述IMU信号包括小腿运动的角速度、加速度和四元数信号。

3.如权利要求2所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤S2中,所述脚跟着地,足平和脚尖离地时刻按照下列方式识别:

4.如权利要求1或3所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤S2中,所述脚尖离地的预测特征点按照下列方式进行设定:首先,对所述肌电信号进行TKEO处理;然后,在经TKEO处理的信号中的下...

【技术特征摘要】

1.一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤s1中,所述imu信号包括小腿运动的角速度、加速度和四元数信号。

3.如权利要求2所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤s2中,所述脚跟着地,足平和脚尖离地时刻按照下列方式识别:

4.如权利要求1或3所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,在步骤s2中,所述脚尖离地的预测特征点按照下列方式进行设定:首先,对所述肌电信号进行tkeo处理;然后,在经tkeo处理的信号中的下降段设定肌电阈值,小于所述设定肌电阈值对应的时刻为脚尖离地预测特征点。

5.如权利要求4所述的一种基于多传感器的步态事件预测方法,其特征在于,所述teko按照下列方式进行:先对所述肌电信号带通滤波器进行滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈文斌李昶方向熊蔡华
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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