[发明专利]行动辅助机器人的姿态估测方法

权利要求书

1.一种行动辅助机器人的姿态估测方法，其包含：

于一行动辅助机器人的右腿髋关节、左腿髋关节、右腿膝关节与左腿膝关节分别设置一马达控制器、一马达编码器与一马达，于该行动辅助机器人的上身躯干设置一惯性传感器，该多个马达控制器、该多个马达编码器、该多个马达、以及该惯性传感器与一控制单元连接；

将该行动辅助机器人配置于一用户身上；

配置于该用户身上的该行动辅助机器人的该上身躯干相对一参考坐标形成一夹角，且各该关节分别形成一角度；

将构成该行动辅助机器人的该上身躯干、二大腿、二小腿、二脚掌的长度输入该控制单元，该上身躯干、该二大腿、该二小腿、该二脚掌构成多个端点；利用该惯性传感器计算该上身躯干相对于该参考坐标的夹角；

利用该多个马达编码器计算该多个关节的角度；以及

搭配一运动模型计算该各端点的空间坐标；

其中，定义该行动辅助机器人为多个连杆所构成，该多个连杆包括：

一第一连杆与一第二连杆，其相互串联构成一骨盆；

一第三连杆、一第四连杆与一第五连杆，其相互串联构成一右腿，该右腿连接于该骨盆的其中一端，该右腿与该骨盆的连接处为该右腿髋关节，该第三连杆与该第四连杆的连接处为该右腿膝关节，该第五连杆为一右脚掌；

一第六连杆、一第七连杆与一第八连杆，其相互串联构成一左腿，该左腿连接于该骨盆未与该右腿连接的一端，该左腿与该骨盆的连接处为该左腿髋关节，该第六连杆与该第七连杆的连接处为该左腿膝关节，该第八连杆为一左脚掌；以及

一第九连杆，构成该上身躯干，其一端连接于该第一连杆与该第二连杆的串联处；

其中，该多个连杆构成该多个端点，其包括：

一第一端点，位于该第九连杆与该第一连杆及该第二连杆相连接的一端；

一上身躯干端点，位于该第九连杆相对于该第一端点的一端；

一第二端点，位于该第三连杆与该第一连杆连接的一端；

一第三端点，位于该第三连杆与该第四连杆连接的一端；

一第四端点，位于该第四连杆与该第五连杆连接的一端；

一第五端点，位于该第五连杆相对于该第四端点的一端；

一第六端点，位于该第六连杆与该第二连杆连接的一端；

一第七端点，位于该第六连杆与该第七连杆连接的一端；

一第八端点，位于该第七连杆与该第八连杆连接的一端；以及

一第九端点，位于该第八连杆相对于该第八端点的一端；

其中，该搭配一运动模型计算该各端点的空间坐标的步骤中，定义该用户行走的前方为该参考坐标系的X轴正方向，该行动辅助机器人的该上身躯干与骨盆的连接处为该参考坐标系的系统原点，该第一端点至第九端点分别为子坐标系1至9的原点，该上身躯干端点为子坐标系0的原点，藉由定义该多个端点之间的转换与位移矩阵数学式，即可进一步推得该上身躯干端点与该第一端点至第九端点于该参考坐标系中个别的空间坐标；

其中，于搭配该运动模型计算该各端点的空间坐标后，更包括一计算该用户的重心坐标的方法，其包括：计算该上身躯干、该二大腿、该二小腿、该二脚掌的质量；藉由该各端点的空间坐标与该上身躯干、该二大腿、该二小腿、该二脚掌的质量，计算该行动辅助机器人的重心的空间坐标；

其中计算出该行动辅助机器人的重心的空间坐标后，更包括判断该用户的重心坐标是否异常的方法，其包括：利用各该脚掌的二端点建构出一支撑平面；将该重心的空间坐标投影至该支撑平面；以及判断该重心的空间坐标是否超出该支撑平面；若超出，则判断为异常，并发出警示或驱使该行动辅助机器人静止；若未超出，则返回该利用该惯性传感器计算该上身躯干的夹角的步骤；

其中该控制单元连接于一具有GPS功能的行动通讯装置以及一数据库，其中具有GPS功能的该行动通讯装置提供配置该行动辅助机器人的该用户的GPS坐标，该行动辅助机器人的该上身躯干的夹角与该多个关节的角度以及该用户的GPS坐标储存于该数据库内，以进行后续的远程服务；

其中，该远程服务包括跌倒警报/求救，其中该跌倒警报/求救利用该上身躯干的夹角与该多个关节的角度，在远程实时计算出该用户的姿态，当发生姿态异常时，先利用电话确认该用户的状况是否正常，如无响应，则利用当下该用户的GPS坐标，主动寻求联络最近的救护单位。

2.如权利要求1所述的行动辅助机器人的姿态估测方法，其中该远程服务还包括地形控制回馈、危险提示、运动量估测、步行距离估测、行为监控、生活圈习惯纪录、复健策略回馈。