[发明专利]一种髋关节助力装置的控制系统

说明书

本发明涉及一种髋关节助力装置的控制系统，包括：运动信息采集模块、决策控制模块和执行模块；运动信息采集模块，用于采集人体运动所需关节处的运动信息；决策控制模块，用于利用人体运动所需关节处的运动信息获取穿戴者的运动状态，并根据穿戴者的运动状态确定助力策略，以根据助力策略控制相应的执行模块执行助力策略。本申请提供的技术方案，不仅提高了对人体下肢的运动模式识别的准确度，还提高了人体下肢运动模式切换时的平顺性和稳定性，从而提高了穿戴者的安全指数和用户体验。

技术领域

本发明属于髋关节助理装置技术领域，具体涉及一种髋关节助力装置的控制系统。

背景技术

随着人口老龄化逐渐加剧，脑卒中并且伴有不同程度后遗症的老年人群体逐年增加，医学界普遍认为髋关节助行器可以有效帮助该类人群的后期康复。人体下肢在运动的过程中存在多种状态，且不同状态对髋关节助力装置助力方式的要求各不相同。

现有的可穿戴式髋关节助行器的控制策略较为简单，采用的传感器种类比较单一，对人体下肢的运动模式的识别的准确度不高，因此只能实现在有限模式下的简单助力功能，而且一般在下肢运动模式切换时的平顺性和稳定性上都存在较大问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种髋关节助力装置的控制系统，以解决现有技术中对人体下肢的运动模式的识别的准确度不高的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种髋关节助力装置的控制系统，适用于髋关节助力装置，所述系统包括：运动信息采集模块、决策控制模块和执行模块；

所述运动信息采集模块，用于采集人体运动所需关节处的运动信息；

所述决策控制模块，用于利用所述人体运动所需关节处的运动信息获取穿戴者的运动状态，并根据所述穿戴者的运动状态确定助力策略，以根据所述助力策略控制相应的执行模块执行所述助力策略。

进一步的，所述运动信息采集模块，包括：惯性测量单元、编码器和压力传感器；

所述惯性测量单元，用于测量其所在肢体部位相对于世界坐标系的角度，并将所述相对于世界坐标系的角度发送至所述决策控制模块；

所述编码器，用于测量其所在关节位置连接的两个身体部位间的相对角度，并将所述相对角度发送至所述决策控制模块；

所述压力传感器，用于测量其所在安装位置的压力值，并将所述压力值发送至所述决策控制模块。

进一步的，所述决策控制模块，具体用于：

以所述人体运动所需关节处的运动信息为预设的模式识别算法的输入，得到所述穿戴者的运动状态及其置信度。

进一步的，所述决策控制模块，还用于：获取所述预设的模式识别算法。

进一步的，所述获取所述预设的模式识别算法，包括：

以历史的人体运动所需关节处的运动信息为深度神经网络分类器的输入层训练样本，以历史的穿戴者的运动状态及其置信度为深度神经网络分类器的输出层训练样本进行训练，获取所述预设的模式识别算法。

进一步的，所述决策控制模块，具体用于：

以所述穿戴者的运动状态及其置信度为预设的机器学习算法的输入，得到助力策略。

进一步的，所述决策控制模块，还用于：获取所述预设的机器学习算法。

进一步的，所述获取所述预设的机器学习算法，包括：

以历史的穿戴者的运动状态及其置信度为机器学习算法的输入层训练样本，以历史的助力策略为机器学习算法的输出层训练样本进行训练，获取所述预设的机器学习算法。

进一步的，所述系统还包括：