[发明专利]外骨骼机器人控制方法、系统、控制器及存储介质

权利要求书

1.一种外骨骼机器人控制方法，其特征在于，包括：

获取人体肌群的形变量；

将所述形变量输入意图识别模型，得到所述意图识别模型输出人体的动作意图；

将所述形变量输入肌力映射模型，得到所述肌力映射模型输出的肌群肌力；

基于所述动作意图和所述肌群肌力确定外骨骼机器人各关节的控制指令；

其中，所述意图识别模型基于人体肌群的形变量样本数据和人体的动作意图样本数据训练得到；所述肌力映射模型基于人体肌群的形变量样本数据和肌群肌力样本数据训练得到。

2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，在获取人体肌群的形变量之前还包括：

获取多个超声波传感器的发送信号和回传信号；

基于所述发送信号和所述回传信号的相位差确定人体肌群的形变量；

其中，多个所述超声波传感器设置在人体的不同位置。

3.根据权利要求1所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，所述基于所述动作意图和所述肌群肌力确定外骨骼机器人各关节的控制指令具体包括：

基于所述动作意图和行走动力学模型确定人机耦合状态下各关节的合力矩；所述行走动力学模型表征人体的标准步态和人机耦合状态下外骨骼机器人各关节的力矩之间的对应关系；

基于所述肌群肌力确定人体各关节的输出力矩；

基于所述合力矩和所述输出力矩确定外骨骼机器人各关节的补偿力矩，基于所述补偿力矩控制外骨骼机器人各关节的运动。

4.根据权利要求1所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，所述将所述形变量输入意图识别模型，得到所述意图识别模型输出的动作意图具体包括：

将所述形变量输入动作识别模型，得到所述动作识别模型输出的人体动作；

将所述人体动作输入意图映射模型，得到所述意图映射模型输出的动作意图；

其中，动作识别模型基于人体肌群的形变量样本数据和人体动作样本数据训练得到；意图映射模型基于人体动作样本数据和动作意图样本数据训练得到。

5.一种外骨骼机器人系统，其特征在于，包括外骨骼机器人及绑带，其中，所述外骨骼机器人的各关节处设有力矩传感器，所述绑带上设有多个超声波传感器，在所述外骨骼机器人上设有控制器，所述超声波传感器和所述力矩传感器均与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求5所述的外骨骼机器人系统，其特征在于，所述多个超声波传感器沿绑带的周向均匀分布。

7.根据权利要求5所述的外骨骼机器人系统，其特征在于，所述超声波传感器包括上位机、主控芯片、高压脉冲发射芯片及回波接收模块，所述主控芯片与所述上位机通信连接，所述主控芯片用于控制所述高压脉冲发射芯片的工作模式和脉冲时长，所述回波接收模块用于接收超声波的回传信号，所述回波接收模块与所述主控芯片通信连接。

8.根据权利要求7所述的外骨骼机器人系统，其特征在于，所述超声波传感器还包括收发隔离模块，所述收发隔离模块设置在所述高压脉冲发射芯片和所述回波接收模块之间。

9.一种控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述外骨骼机器人步态控制方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述外骨骼机器人步态控制方法的步骤。