基于规则进化模糊系统的步行方向意图识别

发布时间：2019-09-22 08:08

【摘要】：为了准确识别下肢功能障碍患者自主步行康复训练过程中的方向意图,提出了一种能够兼顾使用者个体差异及安全状态的新型步行方向意图识别方法。首先论述了康复训练机器人结构及患者前臂对机器人支撑板的压力和步行方向意图的关系。为保证患者安全地向任意方向行走,提出根据膝盖旋转角度推理安全步态的先决条件下,基于距离型模糊推理算法设计具有稀疏前件规则库的步行方向意图识别方法;然后为减小因个体差异、非稳定模糊规则引起的识别误差,提出规则进化算法实时优化模糊推理规则库。最后将该算法进行了多方向模糊推理实验与步行康复训练机器人压力控制实验,实验表明该算法可以准确识别下肢功能患者的任意步行方向意图并提高了步行的安全性,提出的步行方向意图识别方法可以应用在下肢功能障碍人士的日常起居与康复训练中。
【图文】：

２６１６逡逑仪器仪表学报逡逑第３邋８卷逡逑别方法通过深层神经网络技术可以准确识别人类语言，逡逑已经被应用在了智能家居领域Ｗ，但是对于非明确位置逡逑与方向模糊化情况很难进行准确的语言表达与识别：４］。逡逑表面肌电信号（ｓｕｒｆａｃｅ邋ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ，ｓＥＭＧ）因其蕴含逡逑信息丰富，无创采集技术成熟，被众多研究者采用识别步逡逑行意图：６ｉ邋＿其中，Ｕｅｄａ邋＿）等人［７通过建立肌肉活跃度、肌逡逑肉收缩、肌骨几何、关节动力／运动学等子模型的神经肌骨逡逑动力模型，可以有效识别连续运动关节力矩、角速度、角度逡逑等，其模型被广泛应用在外骨骼机器人中。但是下肢功能逡逑障碍患者日常应用过程中反复穿戴肌电装置麻烦，而且由逡逑于ｓＥＭＧ信号的高度时变性：８，下肢功能缺失导致信号个逡逑体差异性较大邋从而使系统稳定性受到影响。为提高患逡逑者使用的便捷性，文献［１０－１１邋］提出一种基于压力的摸糊推逡逑理的方向意图识别方法，但由于下肢功能障碍患者行走习逡逑惯、调整身体重心能力差别较大导致系统对不同的患者推逡逑理精度不足；而且该方法并未考虑步行过程中最容易发生逡逑的跌倒、移动平台拖拽患者所引发危险状况：逡逑本文将距离型模糊推理算法引人到全方向康复训练逡逑机器人当中并结合操作者实时的步行状态，建立一种兼逡逑顾个体差异性与安全性的新型方向意图识别方法。通过逡逑膝盖旋转角度对跌倒等异常行为进行识别。在确保使用逡逑者安全行走的前提下，基于方向意图以及对应的前臂压逡逑力信息构造方向意图识别知识库。针对建立的知识库具逡逑有稀疏特性，提出距离型模糊推理识别算法进行任意步逡逑行方向意图推理，提出子模糊规则进化算法实时优化模逡逑糊推

２６１６逡逑仪器仪表学报逡逑第３邋８卷逡逑别方法通过深层神经网络技术可以准确识别人类语言，逡逑已经被应用在了智能家居领域Ｗ，但是对于非明确位置逡逑与方向模糊化情况很难进行准确的语言表达与识别：４］。逡逑表面肌电信号（ｓｕｒｆａｃｅ邋ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ，ｓＥＭＧ）因其蕴含逡逑练过程中，，将前臂放在压力板上，根据自身目标方向自然逡逑调整双臂，其中压力传感器测量手腕和肘部的压力值，将逡逑２个陀螺仪固定在被测试者的腿部，用于检测行走过程逡逑中的腿部旋转信息，来判断跌到状态。逡逑
【作者单位】： 沈阳工业大学电气工程学院;日本高知工科大学智能机械电子学院;
【基金】：辽宁特聘教授专项基金(辽教发[2012]145号) 辽宁省自然科学基金(20162536)项目资助
【分类号】：TP18;TP242

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本文编号：2539856