[发明专利]步态控制方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种步态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取在用户大腿和小腿处采集的大腿步态时间序列和小腿步态时间序列；

根据所述大腿步态时间序列和所述小腿步态时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列；

将所述姿态角时间序列输入预设步态预测模型，利用所述预设步态预测模型预测所述用户下一时刻的预测步态数据；

按照所述预测步态数据生成用于控制下肢外骨骼机器人的步态的控制指令。

2.根据权利要求1所述的步态控制方法，其特征在于，所述根据所述大腿步态时间序列和所述小腿步态时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列，包括：

根据所述大腿步态时间序列中每个采集时刻对应的大腿步态数据，分别计算在矢状面上大腿相对于竖直方向的第一夹角，得到第一夹角时间序列；

根据所述小腿步态时间序列中每个采集时刻对应的小腿步态数据，分别计算在矢状面上小腿相对于竖直方向的第二夹角，得到第二夹角时间序列；

根据所述第一夹角时间序列及所述第二夹角时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列。

3.根据权利要求2所述的步态控制方法，其特征在于，所述根据所述第一夹角时间序列及所述第二夹角时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列，包括：

逐个针对所述第一夹角时间序列和所述第二夹角时间序列中每个采集时刻对应的第一夹角及第二夹角，计算所述第一夹角与所述第二夹角的差值；

将所述差值的绝对值确定为与该采集时刻对应的姿态角，得到姿态角时间序列。

4.根据权利要求2所述的步态控制方法，其特征在于，所述根据所述大腿步态时间序列和所述小腿步态时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列，还包括：

对所述大腿步态数据进行中值滤波，得到中值滤波后的大腿步态数据；

对所述小腿步态数据进行中值滤波，得到中值滤波后的小腿步态数据；

执行在根据所述大腿步态时间序列中每个采集时刻对应的大腿步态数据，分别计算在矢状面上大腿相对于竖直方向的第一夹角，得到第一夹角时间序列的步骤。

5.根据权利要求3所述的步态控制方法，其特征在于，所述根据所述大腿步态时间序列和所述小腿步态时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列，还包括：

在将所述差值的绝对值确定为与该采集时刻对应的姿态角，得到姿态角时间序列之后，对所述姿态角时间序列进行相空间重构，得到相空间重构后的姿态角时间序列。

6.根据权利要求1所述的步态控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取在多个训练对象的大腿和小腿处采集的多个步态周期中大腿步态训练时间序列、小腿步态训练时间序列；

根据所述大腿步态训练时间序列和所述小腿步态训练时间序列计算多个训练对象的膝关节在多个步态周期内的姿态角训练时间序列；

对所述姿态角训练时间序列进行相空间重构；

利用相空间重构后的姿态角训练时间序列训练所述预设步态预测模型，直至所述预设步态预测模型收敛。

7.根据权利要求1所述的步态控制方法，其特征在于，所述大腿步态时间序列和小腿步态时间序列中包括：按照采集时刻的先后顺序排列的三轴陀螺仪数据、三轴加速度数据和三轴角度数据中的一个或多个。

8.一种步态控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取在用户大腿和小腿处采集的大腿步态时间序列和小腿步态时间序列；

计算模块，用于根据所述大腿步态时间序列和所述小腿步态时间序列计算所述用户的膝关节的姿态角时间序列；

预测模块，用于将所述姿态角时间序列输入预设步态预测模型，利用所述预设步态预测模型预测所述用户下一时刻的预测步态数据；

生成模块，用于按照所述预测步态数据生成用于控制下肢外骨骼机器人的步态的控制指令。