[发明专利]步态控制方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种步态控制方法、装置、电子设备及存储介质，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。本发明实施例能够通过利用预设步态预测模型来预测下一时刻的预测步态数据，便于控制系统提前做出控制方案，使得外骨骼机器人的动作与人体的运动动作时刻保持一致，方便用户使用。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种步态控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

下肢动力外骨骼机器人，也称“电子腿”，是一款可穿戴式轻量助力机器人。它不仅能帮助因先天或者疾病造成的肌肉损伤残疾人恢复行走能力，还有望避免患者因长时间坐在轮椅上而生压疮，同时还可以改善心脏健康状况、锻炼肌肉强度、预防由长时间匮乏平衡性运动造成的小脑萎缩等。

在助老助残、医疗康复和军事救灾等领域具有广泛的应用前景。下肢外骨骼的随动控制是实现其辅助功能的关键。然而，传统的下肢外骨骼物理型人机协同控制由于信号延迟存在运动滞后的问题，用户使用起来非常不方便。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种步态控制方法、装置、电子设备及存储介质。

第一方面，本申请提供了一种步态控制方法，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。