【摘要】：為了準確識別下肢功能障礙患者自主步行康復(fù)訓練過程中的方向意圖,提出了一種能夠兼顧使用者個體差異及安全狀態(tài)的新型步行方向意圖識別方法。首先論述了康復(fù)訓練機器人結(jié)構(gòu)及患者前臂對機器人支撐板的壓力和步行方向意圖的關(guān)系。為保證患者安全地向任意方向行走,提出根據(jù)膝蓋旋轉(zhuǎn)角度推理安全步態(tài)的先決條件下,基于距離型模糊推理算法設(shè)計具有稀疏前件規(guī)則庫的步行方向意圖識別方法;然后為減小因個體差異、非穩(wěn)定模糊規(guī)則引起的識別誤差,提出規(guī)則進化算法實時優(yōu)化模糊推理規(guī)則庫。最后將該算法進行了多方向模糊推理實驗與步行康復(fù)訓練機器人壓力控制實驗,實驗表明該算法可以準確識別下肢功能患者的任意步行方向意圖并提高了步行的安全性,提出的步行方向意圖識別方法可以應(yīng)用在下肢功能障礙人士的日常起居與康復(fù)訓練中。
【圖文】：

２６１６逡逑儀器儀表學報逡逑第３邋８卷逡逑別方法通過深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以準確識別人類語言，逡逑已經(jīng)被應(yīng)用在了智能家居領(lǐng)域Ｗ，但是對于非明確位置逡逑與方向模糊化情況很難進行準確的語言表達與識別：４］。逡逑表面肌電信號（ｓｕｒｆａｃｅ邋ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ，ｓＥＭＧ）因其蘊含逡逑信息豐富，無創(chuàng)采集技術(shù)成熟，被眾多研究者采用識別步逡逑行意圖：６ｉ邋＿其中，Ｕｅｄａ邋＿）等人［７通過建立肌肉活躍度、肌逡逑肉收縮、肌骨幾何、關(guān)節(jié)動力／運動學等子模型的神經(jīng)肌骨逡逑動力模型，可以有效識別連續(xù)運動關(guān)節(jié)力矩、角速度、角度逡逑等，其模型被廣泛應(yīng)用在外骨骼機器人中。但是下肢功能逡逑障礙患者日常應(yīng)用過程中反復(fù)穿戴肌電裝置麻煩，而且由逡逑于ｓＥＭＧ信號的高度時變性：８，下肢功能缺失導致信號個逡逑體差異性較大邋從而使系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響。為提高患逡逑者使用的便捷性，文獻［１０－１１邋］提出一種基于壓力的摸糊推逡逑理的方向意圖識別方法，但由于下肢功能障礙患者行走習逡逑慣、調(diào)整身體重心能力差別較大導致系統(tǒng)對不同的患者推逡逑理精度不足；而且該方法并未考慮步行過程中最容易發(fā)生逡逑的跌倒、移動平臺拖拽患者所引發(fā)危險狀況：逡逑本文將距離型模糊推理算法引人到全方向康復(fù)訓練逡逑機器人當中并結(jié)合操作者實時的步行狀態(tài)，建立一種兼逡逑顧個體差異性與安全性的新型方向意圖識別方法。通過逡逑膝蓋旋轉(zhuǎn)角度對跌倒等異常行為進行識別。在確保使用逡逑者安全行走的前提下，基于方向意圖以及對應(yīng)的前臂壓逡逑力信息構(gòu)造方向意圖識別知識庫。針對建立的知識庫具逡逑有稀疏特性，提出距離型模糊推理識別算法進行任意步逡逑行方向意圖推理，提出子模糊規(guī)則進化算法實時優(yōu)化模逡逑糊推

２６１６逡逑儀器儀表學報逡逑第３邋８卷逡逑別方法通過深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以準確識別人類語言，逡逑已經(jīng)被應(yīng)用在了智能家居領(lǐng)域Ｗ，但是對于非明確位置逡逑與方向模糊化情況很難進行準確的語言表達與識別：４］。逡逑表面肌電信號（ｓｕｒｆａｃｅ邋ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ，ｓＥＭＧ）因其蘊含逡逑練過程中，，將前臂放在壓力板上，根據(jù)自身目標方向自然逡逑調(diào)整雙臂，其中壓力傳感器測量手腕和肘部的壓力值，將逡逑２個陀螺儀固定在被測試者的腿部，用于檢測行走過程逡逑中的腿部旋轉(zhuǎn)信息，來判斷跌到狀態(tài)。逡逑
【作者單位】： 沈陽工業(yè)大學電氣工程學院;日本高知工科大學智能機械電子學院;
【基金】：遼寧特聘教授專項基金(遼教發(fā)[2012]145號) 遼寧省自然科學基金(20162536)項目資助
【分類號】：TP18;TP242

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