本發(fā)明屬于智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

助力外骨骼機(jī)器人是一類模仿人體生理構(gòu)造，能被人穿戴、協(xié)同穿戴者運(yùn)動(dòng)的同時(shí)輔助穿戴者的智能機(jī)械裝置，它可以提高人們?cè)谛凶吣途眯?、?fù)重能力等特定方面的體能。助力外骨骼機(jī)器人在輔助人體行走時(shí)，需要在人體下肢關(guān)節(jié)動(dòng)作之前，判斷出人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后根據(jù)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)人體各個(gè)關(guān)節(jié)提供適當(dāng)?shù)妮o助扭矩，來(lái)幫助人體行走。目前，助力外骨骼機(jī)器人采用的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別的主流方法是：通過(guò)傳感器采集人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息，然后通過(guò)聚類或者馬爾科夫模型等算法，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別，這類算法是通用的模式識(shí)別算法，理論嚴(yán)謹(jǐn)，誤差也小。但是，這類算法較為復(fù)雜，計(jì)算量較大，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較難，并實(shí)時(shí)性較差，不適用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別技術(shù)中采用的算法較為復(fù)雜，計(jì)算量較大，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較難，并實(shí)時(shí)性較差，不適用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法，其中，所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法包括：

采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)；

根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右；

根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)，所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)；

加速度計(jì)算單元，用于根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右；

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別單元，用于根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法及系統(tǒng)具有以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器，然后采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)；根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右；根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的算法，減少了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的計(jì)算量，并且易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的助力外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法的示意流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法中步驟S103的示意流程圖；

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法的示意流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)的示意性框圖；

圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)的示意性框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法的示意流程圖。其中，所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器。參見(jiàn)圖1所示，該方法可以包括以下步驟：

在S101中，采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)。

在本實(shí)施例中，所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右髖關(guān)節(jié)處均安裝有角度傳感器，用于采集人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右。所述助力外骨骼機(jī)器人左、右兩個(gè)足底踏板的上、下面均安裝有壓力傳感器，其中安裝在左、右足底踏板上面的壓力傳感器分別用于采集人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人；安裝在左、右足底踏板下面的壓力傳感器分別用于采集所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)。

在S102中，根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右。

在本實(shí)施例中，另當(dāng)前步態(tài)周期為t₁～t₃，t₂為當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的中間時(shí)刻點(diǎn)，在當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)三個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)t₁、t₂、t₃采集到的人體左髖關(guān)節(jié)的角度值分別為φ_左1、φ_左2、φ_左3，人體左髖關(guān)節(jié)的角度值分別為φ_右1、φ_右2、φ_右3那么當(dāng)前步態(tài)周期人體左、右髖關(guān)節(jié)的速度α_左、α_右的計(jì)算公式分別為：

在S103中，根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

圖2示出了本實(shí)施例中步驟S103的具體實(shí)現(xiàn)時(shí)的示意流程圖，參見(jiàn)圖2所示，在本實(shí)施例中，步驟S103具體包括：

在S201中，根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右識(shí)別出當(dāng)前步態(tài)周期的行走模式，所述行走模式包括行走態(tài)、跑步態(tài)以及起坐態(tài)。

在本實(shí)施例中，步驟S201具體包括：

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右的絕對(duì)值均小于第一加速度閾值，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為行走態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右的絕對(duì)值均大于第一加速度閾值并小于第二加速度閾值，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為跑步態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右均為零，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為起坐態(tài)。

在S202中，根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)在所述行走模式下人體的運(yùn)動(dòng)步態(tài)。

在本實(shí)施例中，步驟S202具體包括：

計(jì)算所述人體左足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人和所述助力外骨骼機(jī)器人的左足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)的第一比值；

計(jì)算所述人體左足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人和所述助力外骨骼機(jī)器人的左足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)的第二比值；

計(jì)算所述人體左、右足對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力之和與所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力之和的第三比值；

計(jì)算人體重力與人體重力和所述助力外骨骼機(jī)器人的重力之和的第四比值；

根據(jù)所述第一比值、所述第二比值、所述第三比值、所述第四比值、所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右以及預(yù)先配置的運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別策略識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)在所述行走模式下人體的行走步態(tài)。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述根據(jù)所述第一比值、所述第二比值、所述第三比值、所述第四比值、所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右以及預(yù)先配置的運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別策略識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)在所述行走模式下人體的行走步態(tài)具體包括：

當(dāng)所述行走模式為行走態(tài)時(shí)：

若所述第三比值等于所述第四比值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為站立狀態(tài)；

若所述第一比值大于第一支撐閾值，所述第二比值小于所述第一支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為左腿邁出狀態(tài)；

若所述第一比值小于所述第一支撐閾值，所述第二比值大于所述第一支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為右腿邁出狀態(tài)；

若所述第三比值小于所述第一支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為腿擺動(dòng)狀態(tài)；

若所述第一比值大于第二支撐閾值，所述第二比值小于第二支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為右腿下臺(tái)階、左腿下臺(tái)階狀態(tài)；

若所述第一比值小于所述第二支撐閾值，所述第二比值大于所述第二支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為左腿下臺(tái)階、右腿上臺(tái)階狀態(tài)。

當(dāng)所述行走模式為跑步態(tài)時(shí)：

若所述第三比值等于所述第四比值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為站立狀態(tài)；

若所述第一比值大于第三支撐閾值，所述第二比值小于所述第三支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為左腿邁出狀態(tài)；

若所述第一比值小于所述第三支撐閾值，所述第二比值大于所述第三支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為右腿邁出狀態(tài)；

若所述第三比值小于所述第三支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為腿擺動(dòng)狀態(tài)。

當(dāng)所述行走模式為起坐態(tài)時(shí)：

若所述第三比值等于所述第四比值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為站立狀態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右相等、所述第一比值等于所述第二比值并且大于第四支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為下蹲狀態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右相等、所述第一比值等于所述第二比值并且小于所述第四支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為起立狀態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右相等并且所述第一比值和所述第二比值均等于所述第四支撐閾值，則所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)為完全坐下?tīng)顟B(tài)。

以上可以看出，本實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法通過(guò)在所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器，然后采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)；根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右；根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的算法，減少了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的計(jì)算量，并且易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的助力外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法的示意流程圖。參見(jiàn)圖3所示，相對(duì)于上一實(shí)施例，本實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法在所述根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右之前還包括：

在S302中，對(duì)采集到的當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波處理。

在本實(shí)施例中，由于在對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算前先對(duì)其進(jìn)行卡爾曼濾波處理，從而可以去除采集到的誤差數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閿_動(dòng)而對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做出錯(cuò)誤的判斷，提高了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別的準(zhǔn)確性和可靠性。

此外，在本實(shí)施例中還可以在所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右膝關(guān)節(jié)處各安裝一角度傳感器，用于在步態(tài)周期內(nèi)采集人體左、右膝關(guān)節(jié)處的角度，其采集到的角度值的處理方法與上一實(shí)施例中髖關(guān)節(jié)處采集到的角度值的處理方法相同，主要用于輔助修正運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判別結(jié)果，相對(duì)于上一實(shí)施例，能夠進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的準(zhǔn)確性。

另外，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的步驟S301以及步驟S303～S304由于分別與上一實(shí)施例中的步驟S101～步驟S103完全相同，因此，在此不再贅述。

因此，可以看出，本實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別方法同樣簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的算法，減少了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的計(jì)算量，并且易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的助力外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)；此外，相對(duì)于上一實(shí)施例，還能夠進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)的示意性框圖。其中，所述助力外骨骼機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)安裝有角度傳感器，所述助力外骨骼機(jī)器人的足底踏板的上下兩面均安裝有壓力傳感器。為了便于說(shuō)明僅僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。

參見(jiàn)圖4所示，本實(shí)施例提供的一種基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采集單元1，用于采用所述角度傳感器和所述壓力傳感器采集當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)；

加速度計(jì)算單元2，用于根據(jù)當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)采集到的所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右計(jì)算得出當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右；

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別單元3，用于根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右，人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

可選的，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別單元3包括：

行走模式識(shí)別子單元31，用于根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右識(shí)別出當(dāng)前步態(tài)周期的行走模式，所述行走模式包括行走態(tài)、跑步態(tài)以及起坐態(tài)；

運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別子單元32，用于根據(jù)所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，所述人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)在所述行走模式下人體的運(yùn)動(dòng)步態(tài)。

可選的，所述行走模式識(shí)別子單元31具體用于：

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右的絕對(duì)值均小于第一加速度閾值，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為行走態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右的絕對(duì)值均大于第一加速度閾值并小于第二加速度閾值，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為跑步態(tài)；

若所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的加速度α_左、α_右均為零，則當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的行走模式為起坐態(tài)。

可選的，所述運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別子單元32具體用于：

計(jì)算所述人體左足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人和所述助力外骨骼機(jī)器人的左足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)的第一比值；

計(jì)算所述人體左足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人和所述助力外骨骼機(jī)器人的左足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)的第二比值；

計(jì)算所述人體左、右足對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力之和與所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力之和的第三比值；

計(jì)算人體重力與人體重力和所述助力外骨骼機(jī)器人的重力之和的第四比值；

根據(jù)所述第一比值、所述第二比值、所述第三比值、所述第四比值、所述人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右以及預(yù)先配置的運(yùn)動(dòng)步態(tài)識(shí)別策略識(shí)別所述當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)在所述行走模式下人體的行走步態(tài)。

可選的，參見(jiàn)圖5所示，在另一實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)還包括：

濾波處理單元4，用于對(duì)采集到的當(dāng)前步態(tài)周期內(nèi)的人體左、右髖關(guān)節(jié)的角度值φ_左、φ_右，人體左、右足底對(duì)所述助力外骨骼機(jī)器人的壓力F_左人、F_右人以及所述助力外骨骼機(jī)器人的左、右足底踏板對(duì)地的壓力F_左機(jī)、F_右機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行卡爾曼濾波處理。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中的各個(gè)單元，由于與本發(fā)明方法實(shí)施例基于同一構(gòu)思，其帶來(lái)的技術(shù)效果與本發(fā)明方法實(shí)施例相同，具體內(nèi)容可參見(jiàn)本發(fā)明方法實(shí)施例中的敘述，此處不再贅述。

因此，可以看出，本實(shí)施例提供的基于助力外骨骼機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判別系統(tǒng)同樣簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的算法，減少了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別的計(jì)算量，并且易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的助力外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。