[发明专利]一种人体运动意图识别控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种人体运动意图识别控制装置，其特征在于：它包括：

运动信息采集模块：绑缚在人体的手臂上，实现实时采集人体的运动信息并发送；

下肢助行外骨骼机器人：穿戴在截瘫、偏瘫或者截肢病人的下半身上，与所述运动信息采集模块通信连接，接收所述运动信息采集模块发送的数据信息进行分析处理然后控制执行相应的动作；

所述的运动信息采集模块包括弹性带（1）、姿态仪芯片（2）、无线传输芯片（3）、供电模块（4）、开关（5）和盒子（6）；所述的姿态仪芯片（2）、无线传输芯片（3）、供电模块（4）和开关（5）都集成到盒子（6）内，所述的开关（5）通过外接安装在所述弹性带（1）上；所述的盒子（6）通过弹性带（1）绑缚在人体手臂上，并通过魔术贴进行固定；

所述人体运动意图识别控制装置的控制方法，包括以下步骤：

S1、运动信息采集模块实时采集人体的运动信息并发送到下肢助行外骨骼机器人中；

S2、下肢助行外骨骼机器中的主控芯片根据接收到的运行信息进行分析处理后触发控制下肢助行外骨骼机器人执行相应动作；

步骤S2的具体内容如下：

S21、根据采集到的运动信息和穿戴者意图触发的动作进行聚类算法运算；

S22、计算采集的运动信息和中心矩阵之间的高斯距离，根据计算结果和穿戴者当前的状态等待判断下一个触发动作；

在过控制方法实现人体运行意图识别控制触发下肢助行外骨骼机器人执行相应动作之前还需要建立好所有触发动作的中心矩阵，具体包括以下步骤：

判断设定录入触发动作是否结束；

如果录入结束，则完成所有触发动作中心矩阵的建立；

如果录入没有结束，则下肢助行外骨骼机器人主控芯片计算当前作用的中心矩阵，并将未完成建立的中心矩阵添加到中心矩阵列表中，然后重新获取和录入运动信息，直到完成中心矩阵的建立；

在触发动作之前需要判断输入的运动信息与对应中心矩阵的触发动作相似度是否满足触发要求；包括以下步骤：

如果满足触发要求，则触发对应中心矩阵中对应的动作；

如果不满足触发要求，则需要继续获取运动信息数据；

所述的设定录入触发动作的具体步骤如下：

设置下肢助行外骨骼机器人进入调试模式；

逐个输入每个触发动作，并保持每个触发动作一定时间；

输入成功后与此动作相应的中心矩阵完成建立，继续输入下一个动作；

在所有动作输入成功后，即完成所有触发动作中心矩阵的建立。

2.一种人体运动意图识别控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、运动信息采集模块实时采集人体的运动信息并发送到下肢助行外骨骼机器人中；

S2、下肢助行外骨骼机器中的主控芯片根据接收到的运行信息进行分析处理后触发控制下肢助行外骨骼机器人执行相应动作；

步骤S2的具体内容如下：

S21、根据采集到的运动信息和穿戴者意图触发的动作进行聚类算法运算；

S22、计算采集的运动信息和中心矩阵之间的高斯距离，根据计算结果和穿戴者当前的状态等待判断下一个触发动作；

在过控制方法实现人体运行意图识别控制触发下肢助行外骨骼机器人执行相应动作之前还需要建立好所有触发动作的中心矩阵，具体包括以下步骤：

判断设定录入触发动作是否结束；

如果录入结束，则完成所有触发动作中心矩阵的建立；

如果录入没有结束，则下肢助行外骨骼机器人主控芯片计算当前作用的中心矩阵，并将未完成建立的中心矩阵添加到中心矩阵列表中，然后重新获取和录入运动信息，直到完成中心矩阵的建立；

在触发动作之前需要判断输入的运动信息与对应中心矩阵的触发动作相似度是否满足触发要求；包括以下步骤：

如果满足触发要求，则触发对应中心矩阵中对应的动作；

如果不满足触发要求，则需要继续获取运动信息数据；

所述的设定录入触发动作的具体步骤如下：

设置下肢助行外骨骼机器人进入调试模式；

逐个输入每个触发动作，并保持每个触发动作一定时间；

输入成功后与此动作相应的中心矩阵完成建立，继续输入下一个动作；

在所有动作输入成功后，即完成所有触发动作中心矩阵的建立。