[发明专利]功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制方法、装置、存储介质及系统

权利要求书

1.一种功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制方法，其特征在于：

获取针对某位患者用户设置的人体肌肉模型参数、功能性电刺激的控制参数和外骨骼设备的控制参数，以及功能性电刺激和外骨骼设备的分配比；

将所设置的人体肌肉模型参数、功能性电刺激的控制参数、外骨骼设备的控制参数及分配比输入患者用户模型获取预设关节运动轨迹；所述患者用户模型根据多名已知人体肌肉模型参数的健康用户在不同分配比的功能性电刺激和外骨骼设备作用下产生的相应关节运动轨迹构建而成；

获取该某位患者用户在相应分配比的功能性电刺激及外骨骼设备作用下的实际关节运动轨迹信息；

基于神经网络的迭代学习控制器跟踪实际关节运动轨迹信息和虚拟约束确定的时不变预设关节运动轨迹信息，计算预设关节运动轨迹信息和实际关节运动轨迹信息之间的轨迹信息误差，并根据误差对该某位患者用户的人体肌肉模型参数或分配比进行修正，在迭代学习过程中减少误差，直至将误差控制在可接收范围内。

2.根据权利要求1所述功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制方法，其特征在于：所述功能性电刺激的控制参数包括刺激电流、刺激通道；所述外骨骼设备的控制参数包括速度、加速度和力矩。

3.根据权利要求1所述功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制方法，其特征在于：所述人体肌肉骨骼模型参数包括人体惯性参数、关节运动参数和肌肉激活特性参数，其中人体惯性参数估计包括：肢体质心位置、肢体质量和转动惯量；所述关节运动参数包括：粘滞系数和弹性系数；所述肌肉激活特性参数包括脉宽阈值、脉宽饱和值和肌肉静态增益。

4.一种功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制装置，其特征在于，包括：

参数获取模块(1)，用于获取针对某位患者用户设置的人体肌肉模型参数、功能性电刺激的控制参数和外骨骼设备的控制参数，以及功能性电刺激和外骨骼设备的分配比；

虚拟约束轨迹获取模块(2)，用于将所设置的人体肌肉模型参数、功能性电刺激的控制参数、外骨骼设备的控制参数及分配比输入患者用户模型获取预设关节运动轨迹；所述患者用户模型根据多名已知人体肌肉模型参数的健康用户在不同分配比的功能性电刺激和外骨骼设备作用下产生的相应关节运动轨迹构建而成；

实际轨迹获取模块(3)，用于获取该某位患者用户在在相应分配比的功能性电刺激及外骨骼设备作用下的实际关节运动轨迹信息；

参数修正模块(4)，用于基于神经网络的迭代学习控制器跟踪实际关节运动轨迹信息和虚拟约束确定的时不变预设关节运动轨迹信息，计算预设关节运动轨迹信息和实际关节运动轨迹信息之间的轨迹信息误差，并根据误差对该某位患者用户的人体肌肉模型参数或分配比进行修正，在迭代学习过程中减少误差，直至将误差控制在可接收范围内。

5.根据权利要求4所述功能性电刺激和外骨骼设备的的协调控制装置，其特征在于：所述功能性电刺激的控制参数包括刺激电流、刺激通道；所述外骨骼设备的控制参数包括速度、加速度和力矩。

6.根据权利要求4所述功能性电刺激和外骨骼设备的协调控制装置，其特征在于：所述人体肌肉骨骼模型参数包括人体惯性参数、关节运动参数和肌肉激活特性参数，其中人体惯性参数估计包括：肢体质心位置、肢体质量和转动惯量；所述关节运动参数包括：粘滞系数和弹性系数；所述肌肉激活特性参数包括脉宽阈值、脉宽饱和值和肌肉静态增益。

7.一种存储介质，其上存储有可供处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现权利要求1～3任意一项所述方法的步骤。