[发明专利]识别用户行走意图的方法、装置、智能拐杖和辅助系统

说明书

本申请涉及康复机器人技术领域，公开一种识别用户行走意图的方法。该识别用户行走意图的方法包括：获得当前状态下智能拐杖的当前倾斜角度和在本体坐标系的第一受力；根据当前倾斜角度，将第一受力转换为智能拐杖在地面坐标系的第二受力；根据倾斜角度、地面坐标系的受力与用户行走意图之间的对应关系，确定与当前倾斜角度和第二受力相对应的目标用户行走意图；其中，第一受力由地面施加给智能拐杖。采用该识别用户行走意图的方法可更加准确地识别用户行走意图。本申请还公开一种识别用户行走意图的装置、智能拐杖和辅助系统。

技术领域

本申请涉及康复机器人技术领域，例如涉及一种识别用户行走意图的方法、装置、智能拐杖和辅助系统。

背景技术

目前，外骨骼机器人可辅助用户完成一系列的康复训练动作，还可辅助丧失全部或部分行走功能的用户重新正常行走。

为了使用户具有较佳的使用体验，外骨骼机器人搭配智能拐杖，共同组成一套辅助系统，用来辅助用户行走，例如，通过压力传感器和陀螺仪等获得智能拐杖的动作(智能拐杖的动作包括双支撑相、单支撑相和摆动相)，再依据智能拐杖的动作分析用户的行走意图，最后依据用户的行走意图驱动外骨骼机器人动作。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

人在失去平衡并将要跌倒时，会做出一系列的应激反应，故，智能拐杖的动作可能仅是用户为了预防跌倒而做出的，依据拐杖的动作无法准确获得用户的行走意图。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种识别用户行走意图的方法、装置、智能拐杖和辅助系统，以解决现有技术中无法准确获得用户行走意图的技术问题。

在一些实施例中，识别用户行走意图的方法包括：获得当前状态下智能拐杖的当前倾斜角度和在本体坐标系的第一受力；根据所述当前倾斜角度，将所述第一受力转换为所述智能拐杖在地面坐标系的第二受力；根据倾斜角度、地面坐标系的受力与用户行走意图之间的对应关系，确定与所述当前倾斜角度和所述第二受力相对应的目标用户行走意图；其中，所述第一受力由地面施加给所述智能拐杖。

可选地，所述当前倾斜角度是含有多个角度的序列；所述第二受力是含有多个力的序列；其中，所述多个角度和所述多个力一一对应。

可选地，根据倾斜角度、地面坐标系的受力与用户行走意图之间的对应关系，确定与所述当前倾斜角度和所述第二受力相对应的目标用户行走意图，包括：获得所述当前倾斜角度中多个角度的第一变化趋势；获得所述第二受力中多个力的第二变化趋势；根据倾斜角度的变化趋势、地面坐标系的受力的变化趋势与用户行走意图之间的对应关系，确定与所述第一变化趋势和所述第二变化趋势相对应的目标用户行走意图。

可选地，根据倾斜角度、地面坐标系的受力与用户行走意图之间的对应关系，确定与所述当前倾斜角度和所述第二受力相对应的目标用户行走意图，包括：将所述当前倾斜角度和所述第二受力输入预设神经网络中；获得所述预设神经网络输出的与所述当前倾斜角度和所述第二受力相对应的目标用户行走意图。

可选地，根据所述当前倾斜角度，将所述第一受力转换为所述智能拐杖在地面坐标系的第二受力，包括：将第一角度变换为旋转矩阵；计算所述旋转矩阵的逆矩阵与第一矩阵的外积，获得第二矩阵；其中，所述第一角度属于所述当前倾斜角度，所述第一矩阵表示的力属于所述第一受力，所述第二矩阵表示的力属于所述第二受力。

可选地，所述用户行走意图至少包括停止、直行、左拐或右拐。

在一些实施例中，识别用户行走意图的装置包括：