[发明专利]基于模糊推理的全方位步行训练机器人的跌倒检测方法

权利要求书

1.一种基于模糊推理的全方位步行训练机器人的跌倒检测方法，该方法步骤如下：

(1)、采集实际的用户双脚距离激光传感器的位移数据，左脚位移记为L_l,右脚位移记为L_r；采集Roll绕地球坐标系X旋转的角度作为目标变量，记为θ_x；

(2)、对步骤(1)中采集的数据进行预处理；

(3)、将步骤(2)中得出预处理后的数据输入模糊规则知识库，计算安全状态下输出变量的模糊子集，得到安全状态下的输出变量，并根据该安全状态下的输出变量计算安全状态的隶属度；

(4)、通过步骤(3)中隶属度来判断用户的安全状态；

步骤(1)中采集的用户双脚距离激光传感器的位移使用2D激光传感器检测，其安装在全方位步行训练机器人的底部、能够检测到用户双脚距离2D激光传感器的位移；

步骤(2)中的预处理就是对数据进行预处理：

ΔL_t＝L_t+1-L_t               (1)

式中：ΔL_t为单位时间距离差，L_t+1为第t+1秒的移动距离，L_t为第t秒的移动距离；

Δθ_t＝θ_t+1-θ_t                    (2)

式中：Δθ_t为单位时间姿态角度差，θ_t+1为第t+1秒的偏移角度，θ_t为第t秒的姿态角度；

式中：L_l为标准化处理后左脚位移值；L_lt为左脚在t时刻移动的位移值；L_l(t+1)为左脚在t+1时刻移动的位移值；ΔL_lt为左脚在t时刻与t-1时刻移动的位移差值；ΔL_l(t+1)为左脚在t+1时刻与t时刻移动的位移差值；ΔL_l1²为右脚第1秒移动位移的平方；ΔL_l(t+1)²为左脚t+1时刻与t时刻步行位移差值的平方；L_r为标准化处理后右脚位移值；L_rt为右脚在t时刻移动的位移值；L_r(t+1)为右脚在t+1时刻移动的位移值；ΔL_lt为右脚在t时刻与t-1时刻移动的位移差值；ΔL_r(t+1)右脚在t+1时刻与t时刻移动的位移差值；ΔL_r1²为右脚第1秒移动位移的平方；ΔL_r(t+1)²为右脚t+1时刻与t时刻步行位移差值的平方；n为步行总时间；

式中：θ_x为标准化处理后的姿态角度；θ_t为t时刻的姿态角度；θ_(t+1)为t+1时刻的姿态角度；Δθ_t为t时刻与t-1时刻的姿态角度差值；Δθ_(t+1)为t+1时刻与t时刻的姿态角度差值；Δθ₁²为姿态角第1秒变化角度的平方；Δθ_(t+1)²为姿态角第t+1秒变化角度的平方；n为姿态角变化总时间。