基于地形判断的主动助力控制方法、装置及外骨骼机器人

    公开(公告)号:CN111930135A

    公开(公告)日:2020-11-13

    申请号:CN202010806976.3

    申请日:2020-08-12

    IPC分类号: G05D1/08 B25J9/00

    摘要: 本发明公开了一种基于地形判断的主动助力控制方法、装置及外骨骼机器人,其中的方法包括:获取激光雷达向前扫描地面得到的地面轮廓点云数据,基于地面轮廓点云数据建立前方地面轮廓分布;根据前方地面轮廓分布与地形识别模型识别前方的地面轮廓类型,根据前方的地面轮廓类型确定人体运动步态模式;根据地面轮廓点云数据与前方的地面轮廓类型估计前方的地形轮廓参数,根据前方的地形轮廓参数与人体运动步态模式估计人体关节运动轨迹;根据人体关节运动轨迹确定外骨骼的主动助力策略。该主动助力控制方法使外骨骼能够准确感知判断人体前方的路面地形、并根据不同的地形选择最佳的助力策略,辅助使用者实现在复杂环境和昏暗环境下的安全行走。

    基于地形判断的主动助力控制方法、装置及外骨骼机器人

    公开(公告)号:CN111930135B

    公开(公告)日:2023-09-05

    申请号:CN202010806976.3

    申请日:2020-08-12

    IPC分类号: G05D1/08 B25J9/00

    摘要: 本发明公开了一种基于地形判断的主动助力控制方法、装置及外骨骼机器人,其中的方法包括:获取激光雷达向前扫描地面得到的地面轮廓点云数据,基于地面轮廓点云数据建立前方地面轮廓分布;根据前方地面轮廓分布与地形识别模型识别前方的地面轮廓类型,根据前方的地面轮廓类型确定人体运动步态模式;根据地面轮廓点云数据与前方的地面轮廓类型估计前方的地形轮廓参数,根据前方的地形轮廓参数与人体运动步态模式估计人体关节运动轨迹;根据人体关节运动轨迹确定外骨骼的主动助力策略。该主动助力控制方法使外骨骼能够准确感知判断人体前方的路面地形、并根据不同的地形选择最佳的助力策略,辅助使用者实现在复杂环境和昏暗环境下的安全行走。

    髋部动力外骨骼主动助力行走控制方法、装置、终端及计算机可读存储介质

    公开(公告)号:CN111515930A

    公开(公告)日:2020-08-11

    申请号:CN202010297163.6

    申请日:2020-04-15

    IPC分类号: B25J9/00 B25J9/16 B25J17/02

    摘要: 本发明公开了一种髋部动力外骨骼主动助力行走控制方法、装置、终端及计算机可读存储介质,其中的控制方法包括:获取人体行走时的关节角和人体行走时的加速度;确定人体质心真实运动状态、人体摆动脚脚尖、人体摆动脚脚跟、人体支撑脚脚跟和人体支撑脚脚尖;确定人体瞬时捕捉点并于所述人体瞬时捕捉点与所述人体摆动脚之间建立虚拟弹簧;确定所述虚拟弹簧的形变量及刚度;确定虚拟力矩τv并将所述虚拟力矩τV设置为外骨骼驱动系统的目标力矩τd;基于比例微分控制对所述所述目标力矩进行跟踪控制。该控制方法能够同时实现人体行走助力和失稳恢复助力的统一控制,有效地解决了不同状态下的助力控制难题。

    髋部动力外骨骼主动助力行走控制方法、装置、终端及计算机可读存储介质

    公开(公告)号:CN111515930B

    公开(公告)日:2021-11-23

    申请号:CN202010297163.6

    申请日:2020-04-15

    IPC分类号: B25J9/00 B25J9/16 B25J17/02

    摘要: 本发明公开了一种髋部动力外骨骼主动助力行走控制方法、装置、终端及计算机可读存储介质,其中的控制方法包括:获取人体行走时的关节角和人体行走时的加速度;确定人体质心真实运动状态、人体摆动脚脚尖、人体摆动脚脚跟、人体支撑脚脚跟和人体支撑脚脚尖;确定人体瞬时捕捉点并于所述人体瞬时捕捉点与所述人体摆动脚之间建立虚拟弹簧;确定所述虚拟弹簧的形变量及刚度;确定虚拟力矩τv并将所述虚拟力矩τV设置为外骨骼驱动系统的目标力矩τd;基于比例微分控制对所述所述目标力矩进行跟踪控制。该控制方法能够同时实现人体行走助力和失稳恢复助力的统一控制,有效地解决了不同状态下的助力控制难题。

    人体运动状态估计方法、装置、终端及计算机可读存储介质

    公开(公告)号:CN111515929A

    公开(公告)日:2020-08-11

    申请号:CN202010296493.3

    申请日:2020-04-15

    IPC分类号: B25J9/00 B25J9/16

    摘要: 本发明公开了一种人体运动状态估计方法、装置、终端及计算机可读存储介质,其中的方法包括:利用人体关节轨迹信号和简化为五杆结构的人体运动模型计算人体质心的名义运动状态根据人体加速度信号ax对人体质心的名义运动状态进行滤波以确定人体质心的真实运动状态根据人体质心的真实运动状态计算人体的瞬时捕捉点xCP,并根据所述瞬时捕捉点与人体足底区域的位置关系判断人体的平衡状态。该人体运动状态估计方法、装置、终端及计算机可读存储介质能够准确快速地实现对穿戴者的运动状态的估计判断,为外骨骼准确及时地输出有效的主动助力提供可靠的判断基础。