[发明专利]一种外骨骼状态检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种状态检测方法，特别是一种外骨骼状态检测方法。

背景技术

外骨骼状态检测能够为外骨骼的控制策略提供状态信息，同时也可以为穿戴者提供反馈信息，从而为调试提供极大便利。目前已有的外骨骼状态检测方法中，多采用外骨骼自身的控制器进行数据采集，并对部分外骨骼状态信息进行显示，缺乏对外骨骼信息的全面显示；已有的外骨骼状态检测方法以数据和曲线显示为主，缺乏动画等可对穿戴者产生直观反馈的显示形式，状态检测与显示效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外骨骼状态测试方法，解决传统测试方法不能为穿戴者及调试者提供直观、动态反馈的问题。

一种外骨骼状态测试方法，其具体步骤为：

第一步构建外骨骼测试系统

外骨骼测试系统，包括：角度传感器、加速度传感器、惯性测量单元、脚底压力传感器、六维力矩传感器、电源、数据采集组合、数据计算处理器、显示器A、动画显示处理器、显示器B；其中数据计算处理器包括：硬盘、数据采集模块和数据显示模块，动画显示处理器包括动画显示模块。

电源的输出端与数据采集组合的供电端、数据计算处理器的供电端和动画显示处理器的供电端通过电缆连接，角度传感器、加速度传感器、惯性测量单元、脚底压力传感器和六维力传感器分别与数据采集组合的数据采集端通过电缆连接，数据计算处理器的USB端口与数据采集组合的USB数据端口双向连接，数据计算处理器的输出端与动画显示处理器的输入端通过电缆连接，硬盘安装在数据计算处理器中，数据计算处理器的显示数据输出端与显示器A的显示数据输入端通过电缆连接，动画显示处理器的显示数据输出端与显示器B的显示数据输入端通过电缆连接。数据采集模块与数据显示模块运行在数据计算处理器中，动画显示模块运行在动画显示处理器中。

数据采集模块用于向数据采集组合发送采集指令，并将数据采集组合反馈的数据进行处理，转换为外骨骼的状态信息进行存储，并传输给数据显示模块和动画显示模块；数据显示模块根据数据采集模块传递的数据对外骨骼的状态数据进行实时显示；动画显示模块根据数据采集模块传递的数据对外骨骼的动画模型的参数进行修改，并以3D的形式对外骨骼的状态进行实时显示。

第二步安装传感器

角度传感器安装在外骨骼的膝关节、髋关节和踝关节，加速度传感器安装在外骨骼的大腿和小腿，惯性测量单元安装在外骨骼的背部，脚底压力传感器安装在外骨骼的脚底，六维力矩传感器安装在外骨骼的背部。

第三步电源为外骨骼测试系统供电

电源通过电缆为数据计算处理器、动画显示处理器及数据采集组合供电，数据计算处理器通过电缆为显示器A供电，动画显示处理器通过电缆为显示器B供电，数据采集组合通过电缆对角度传感器、加速度传感器、惯性测量单元、脚底压力传感器、六维力矩传感器进行供电。

第四步数据采集组合进行数据采集

数据计算处理器通过数据采集模块向数据采集组合发送采集指令，数据采集组合通过电缆对角度传感器、加速度传感器、惯性测量单元、脚底压力传感器、六维力矩传感器的传感数据进行采集，并通过USB端口将角度传感器、加速度传感器、惯性测量单元、脚底压力传感器、六维力矩传感器的数据信息传递给数据计算处理器的数据采集模块。

第五步数据计算处理器进行数据存储与显示

数据计算处理器中的数据采集模块对采集的数据进行处理并存储在硬盘上，并将处理后的数据传输给数据显示模块，数据计算处理器的数据显示模块将外骨骼的状态信息显示在显示器A上。

第六步动画显示处理器进行外骨骼动画模型动态显示

数据计算处理器的数据采集模块通过电缆将外骨骼的状态信息打包发送给动画显示处理器的动画显示模块。动画显示处理器的动画显示模块根据外骨骼的状态信息改变外骨骼的动画模型参数，并将外骨骼的动画模型以3D的形式实时显示在显示器B中。

至此，完成了外骨骼的状态检测。

本发明由于数据采集模块、数据显示模块与动画显示模块相对独立，三个模块被分置于两个处理器中，也可以放置在一个或者三个处理器中，因此本测试方法的数据采集全面、数据显示与动画显示方式灵活，可为外骨骼的穿戴者提供直观的反馈信息，并可为调试者提供充足的数据。

附图说明

图1一种外骨骼状态检测方法的外骨骼测试系统组成图；

图2一种外骨骼状态检测方法的数据流程图。