基于姿態(tài)與壓力信息的步態(tài)識別方法.pdf

1、為了對外骨骼機器人的行進過程進行快速、有效、穩(wěn)定的控制，需要對機器人步態(tài)信息進行識別，識別結(jié)果的精確性將直接影響整個系統(tǒng)的控制效果。因此，設計并建立一個具有較高準確度的步態(tài)識別系統(tǒng)對外骨骼機器人控制具有重要意義。目前廣泛采用的步態(tài)識別系統(tǒng)主要是依賴于人為經(jīng)驗的閾值法，不具有統(tǒng)一性，只能對步行過程中標志性的步態(tài)事件進行檢測，不能實現(xiàn)步態(tài)全相位連續(xù)地識別，并且其檢測信息也相對單一，不能真實準確地反饋人體的行進步態(tài)。
　　人體在行走過程

2、中，步行狀態(tài)會根據(jù)行走的對象身體條件不同及行走速度的不同而發(fā)生變化，并且各個步態(tài)相位也具有持續(xù)一定時間、界限劃分不明確的特點。因此，結(jié)合模糊理論，對下肢各關節(jié)運動姿態(tài)信號及足底分布式壓力信號進行融合步態(tài)識別。通過多組實驗樣本作為數(shù)據(jù)支撐，采用對比分析，驗證了該方法能夠有效地應對步行過程中速度以及對象變換下的步態(tài)識別。
　　本文主要完成的工作如下:首先，分析人體下肢步行的運動機理，對步態(tài)相位進行劃分，對各姿態(tài)數(shù)據(jù)的幅值變化及周期進行

3、比較分析。并且運用人體下肢各關節(jié)運動姿態(tài)與足底分布式壓力感知系統(tǒng)得到人體運動信息，采用濾波方法對運動信息進行預處理，分析并總結(jié)了各步態(tài)相位的運動特征。其次，研究了多傳感器信息融合的處理過程以及不同層次，其中重點研究了基于模糊理論的多傳感器信息融合識別方法。通過模糊集合來對分界不精確且具有階段性的各步態(tài)相位下的傳感器信息進行狀態(tài)描述。再次，設計了步態(tài)識別總體方案:先在數(shù)據(jù)層對足底分布式壓力進行融合，并初步判斷支撐與擺動階段;接著在特征層對