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一种基于状态机的助力外骨骼机器人运动识别方法 

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申请/专利权人:合肥工业大学

摘要:本发明涉及人工智能技术领域,尤其涉及一种基于状态机的助力外骨骼机器人运动识别方法,包括以下步骤:步骤S100,基于穿戴者的运动数据,建立状态的判断条件;步骤S200,设定一个初始状态,助力外骨骼机器人基于初始状态判断穿戴者的运动状态;步骤S300,分析穿戴者的当前姿态,判断穿戴者是否处于初始状态;步骤S400,实时分析穿戴者的姿态变化,确定穿戴者的姿态与初始状态不一致时,所述助力外骨骼机器人基于分析结果进行运动状态切换;步骤S500,确定穿戴者的姿态与初始状态一致时,回归所述初始状态。本发明可以将复杂的控制逻辑简化为一系列状态和转换,提高了系统的可理解性和可维护性。

主权项:1.一种基于状态机的助力外骨骼机器人运动识别方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S100,基于穿戴者的运动数据,建立状态的判断条件;步骤S200,设定一个初始状态,助力外骨骼机器人基于初始状态判断穿戴者的运动状态;步骤S300,分析穿戴者的当前姿态,判断穿戴者是否处于初始状态;步骤S400,实时分析穿戴者的姿态变化,确定穿戴者的姿态与初始状态不一致时,所述助力外骨骼机器人基于分析结果进行运动状态切换;步骤S500,确定穿戴者的姿态与初始状态一致时,回归所述初始状态;其中,在步骤S200中,所述初始状态的确定满足以下条件:|Pleft-Pright|ΔP,且且且且其中,ΔP为足底压力差阈值,Δθlap为大腿俯仰角度阈值,Δθcalf为小腿俯仰角度阈值,Pleft为左脚足底压力值,Pright为右足底压力,和分别为大小腿杆件上IMU在俯仰方向的转动角度值;在步骤S300中,所述穿戴者的姿态至少包括初始状态、行走状态以及蹲起状态;所述行走状态的确定包括判断左右腿的摆动;右腿摆动的确定满足以下条件:Pleft-Pright=KP*Pleft,且且且且左腿摆动的确定满足以下条件;Pright-Pleft=KP*Pright,且且且且其中,KP为足底压力差阈值系数,αlap为大腿抬起角度阈值,αcalf为小腿回收角度阈值,Δθlap为大腿俯仰角度阈值,Δθcalf为小腿俯仰角度阈值,Pleft为左脚足底压力值,Pright为右足底压力值;在所述行走状态中,所述右腿摆动和左腿摆动是循环往复的,此时所述运动数据中上升沿、下降沿的测量方式满足下式: 其中,y=αx+β,α是函数的一次项系数,β是函数的常数项,即在y轴上的截距,xi、yi是需要被拟合的点的集合,xi是各个采样点的采样时间点,yi是各个采样点的压力值。

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