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上斜坡双足机器人行走的稳定性分析
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作者 仝丽妍 蒋贵荣 +1 位作者 江波 龙腾飞 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期131-139,共9页
为了研究上斜坡双足机器人行走周期步态稳定性,采用拉格朗日方法建立双足机器人行走脉冲混杂系统,构造庞加莱映射,再通过对映射不动点的分析得到机器人行走周期步态的存在性及稳定性条件。研究结果表明:在斜坡角为0.1 rad的条件下,当线... 为了研究上斜坡双足机器人行走周期步态稳定性,采用拉格朗日方法建立双足机器人行走脉冲混杂系统,构造庞加莱映射,再通过对映射不动点的分析得到机器人行走周期步态的存在性及稳定性条件。研究结果表明:在斜坡角为0.1 rad的条件下,当线性脉冲推力各项系数选取合适参数时,双足机器人上斜坡行走系统存在稳定的周期-1步态;当脉冲推力的常数项系数取值不同时,其对应产生不同类型的周期-1步态;当行走系统状态参数改变时,其产生不同运动状态的周期-1步态。 展开更多
关键词 双足机器人 脉冲推力 脉冲混杂系统 庞加莱映射 周期步态
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基于糖尿病患者步态周期足底压力的变刚度鞋垫设计 被引量:2
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作者 王芳 杨涛 +5 位作者 何耀广 曹子君 刘国庆 胡军 张建国 樊瑜波 《中国康复理论与实践》 CSCD 北大核心 2023年第4期408-415,共8页
目的分析步态周期内糖尿病患者足底压力特征,探究变刚度减压鞋垫的优化设计。方法开展足底压力实验,建立包含157例受试者的数据库。分析糖尿病有神经病变、无神经病变患者和健康人的足底压力分布差异,划分鞋垫压力区域,并按照压力梯度... 目的分析步态周期内糖尿病患者足底压力特征,探究变刚度减压鞋垫的优化设计。方法开展足底压力实验,建立包含157例受试者的数据库。分析糖尿病有神经病变、无神经病变患者和健康人的足底压力分布差异,划分鞋垫压力区域,并按照压力梯度在不同鞋垫区域填充多孔单元。构建糖尿病足-小腿-鞋垫有限元模型,分析足跟着地、动态中立和前掌推离3个姿态下足底压力和内部应力的分布特点,探究最合理的鞋垫刚度设计。结果与健康组相比,糖尿病神经病变患者左、右足足跟区峰值压力和高压百分比均有下降趋势,其中左足足跟区峰值压力减少11%(P=0.026),高压百分比减少9.8%(P=0.02)。鞋垫跖骨高压区、足跟高压区分别采用2.5 MPa和1.9 MPa的多孔单元时,能够使前掌推离、动态中立和足跟着地姿态的足底峰值压力分别降低42.4%、27.4%和26.4%,软组织峰值应力分别降低49.8%、43.6%和25.1%。结论糖尿病患者跖骨区比足跟区溃疡风险更高;基于多姿态下足底压力和内部应力优化的变刚度鞋垫,能有效降低行走时足底峰值压力和软组织峰值应力,为变刚度鞋垫设计提供参考。 展开更多
关键词 糖尿病 步态周期 足底压力 内部应力 变刚度
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动态双足机器人的控制与优化研究进展 被引量:37
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作者 田彦涛 孙中波 +1 位作者 李宏扬 王静 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1142-1157,共16页
对动态双足机器人的可控周期步态的稳定性、鲁棒性和优化控制策略的国内外研究现状与发展趋势进行了探讨.首先,介绍动态双足机器人的动力学数学模型,进一步,提出动态双足机器人运动步态和控制系统原理;其次,讨论动态双足机器人可控周期... 对动态双足机器人的可控周期步态的稳定性、鲁棒性和优化控制策略的国内外研究现状与发展趋势进行了探讨.首先,介绍动态双足机器人的动力学数学模型,进一步,提出动态双足机器人运动步态和控制系统原理;其次,讨论动态双足机器人可控周期步态稳定性现有的研究方法,分析这些方法中存在的缺点与不足;再次,研究动态双足机器人的可控周期步态优化控制策略,阐明各种策略的优缺点;最后,给出动态双足机器人研究领域的难点问题和未来工作,展望动态双足机器人可控周期步态与鲁棒稳定性及其应用的研究思路. 展开更多
关键词 动态双足机器人 脉冲混合动力系统 可控周期步态 鲁棒稳定性 最优控制策略
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双足机器人五质心模型的预测控制实现方法 被引量:5
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作者 孟芸 周福娜 +1 位作者 卢志强 王培培 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第3期254-257,共4页
为提高双足机器人的步行性能,提出了基于五质心模型的预测控制实现方法。该方法按照机器人的结构,将机器人质量分配在躯干、双臂、双腿中的五个质心,并推导出基于机器人腰部的零力矩点变换公式。应用模型预测控制方法,控制机器人在线跟... 为提高双足机器人的步行性能,提出了基于五质心模型的预测控制实现方法。该方法按照机器人的结构,将机器人质量分配在躯干、双臂、双腿中的五个质心,并推导出基于机器人腰部的零力矩点变换公式。应用模型预测控制方法,控制机器人在线跟踪优化的行走轨迹。为验证算法正确性,进行了3D动态仿真实验和现实环境中步行实验。实验结果与基于单质心模型和三质心模型的模型预测控制算法对比,证明这里算法具有更高的步行轨迹跟踪精度。 展开更多
关键词 双足机器人 质心模型 周期步态 模型预测控制 零力矩点 轨迹跟踪
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基于瞬时步态能量图的远距离身份识别 被引量:12
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作者 马勤勇 王申康 +1 位作者 聂栋栋 邱剑锋 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2078-2082,共5页
提出了一种基于瞬时步态能量图的远距离身份识别算法.首先根据摆动距离计算出步态周期,并指定步态周期中的关键时刻.步态序列中一个关键时刻的所有侧面轮廓图的平均值构成一个平均瞬时图.一个关键时刻的瞬时步态能量图的计算利用了当前... 提出了一种基于瞬时步态能量图的远距离身份识别算法.首先根据摆动距离计算出步态周期,并指定步态周期中的关键时刻.步态序列中一个关键时刻的所有侧面轮廓图的平均值构成一个平均瞬时图.一个关键时刻的瞬时步态能量图的计算利用了当前关键时刻以及其他关键时刻的平均瞬时图.提高了每个关键时刻侧面轮廓图像的质量,并比单纯使用步态能量图的方式增加了步态的运动信息.随后计算出所有关键时刻侧面轮廓图相对于瞬时步态能量图的偏移的累积图像,与步态能量图共同作为描述一个对象的特征向量.最后,使用最近邻算法进行步态特征分类.在USF步态数据库上对该算法进行实验,并与基线算法以及另外两个新的步态识别算法进行比较,结果显示该算法达到了更高的总体识别率. 展开更多
关键词 生物特征 步态表示 步态识别 特征提取 步态周期
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基于复合摆线轨迹的四足机器人稳定性分析 被引量:8
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作者 张良安 唐锴 +3 位作者 李鹏飞 桂文珺 赵永杰 王孝义 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第1期62-66,74,共6页
为了缩短四足机器人的研发周期,进一步提高其运动稳定性,基于复合摆线轨迹对不同步态周期下四足机器人的稳定性进行了研究.给出了四足机器人结构设计,并建立运动学模型进行运动学分析.采用复合摆线法进行轨迹规划,然后进一步结合运动学... 为了缩短四足机器人的研发周期,进一步提高其运动稳定性,基于复合摆线轨迹对不同步态周期下四足机器人的稳定性进行了研究.给出了四足机器人结构设计,并建立运动学模型进行运动学分析.采用复合摆线法进行轨迹规划,然后进一步结合运动学模型得到各关节驱动函数,并将其导入到ADAMS模型中设置相关约束进行动力学仿真.将机体翻转角作为主要性能评价指标,通过适当调整步态周期对不同步态周期下的四足机器人稳定性进行测试和分析,并通过物理样机对所提方法进行验证.结果表明,当步态周期为1.3 s时,机体最大翻转角较优化前下降1.014°,且质心波动范围也随之减小,从而验证了基于目标轨迹下的四足机器人可通过适当调整步态周期进一步提高其稳定性. 展开更多
关键词 四足机器人 稳定性 复合摆线 步态周期 ADAMS 动力学仿真 机体最大翻转角
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视频下的正面人体身份自动识别 被引量:9
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作者 贲晛烨 王科俊 马慧 《智能系统学报》 北大核心 2012年第1期69-74,共6页
为了能够实现视频下正面人体身份的自动识别,设计的系统包括Adaboost行人检测、Adaboost人脸检测、肤色验证、步态预处理、周期检测、特征提取以及决策级融合识别等模块.通过行人检测模块可以自动开启人脸检测模块和步态周期检测模块.... 为了能够实现视频下正面人体身份的自动识别,设计的系统包括Adaboost行人检测、Adaboost人脸检测、肤色验证、步态预处理、周期检测、特征提取以及决策级融合识别等模块.通过行人检测模块可以自动开启人脸检测模块和步态周期检测模块.实验结果表明,提出的根据下臂摇摆区域确定步态周期的方法对正面步态周期检测准确,计算量小,适用于实时的步态识别.采用人脸特征辅助步态特征在决策级的融合方法是解决视频下身份识别的新思路,在单样本的步态识别中,融合人脸特征可以提高识别精度. 展开更多
关键词 身份识别 步态识别 ADABOOST 人脸特征 正面步态周期检测
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线性插值框架下矩阵步态识别的性能分析 被引量:3
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作者 贲晛烨 张鹏 +1 位作者 潘婷婷 王科俊 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期415-425,共11页
针对现有的步态周期检测方法检测效果不佳以及行走速度变化对步态识别性能有很大影响的问题,提出的基于矩的步态周期检测方法中,Zernike矩需要人体居中、尺度归一的前期预处理过程,而伪Zernike矩具有能描述运动图像的特点,它可以避免人... 针对现有的步态周期检测方法检测效果不佳以及行走速度变化对步态识别性能有很大影响的问题,提出的基于矩的步态周期检测方法中,Zernike矩需要人体居中、尺度归一的前期预处理过程,而伪Zernike矩具有能描述运动图像的特点,它可以避免人体居中、尺度归一等处理,以便直接测试步态的周期性.根据行走时的两帧之间的特征取决于前一帧和后一帧的特征,提出了基于线性插值的矩阵步态识别算法框架,并且将投影特征、Hough变换特征、Trace变换特征和Fan-Beam映射特征应用在CASIA(B)步态库上,验证了框架的有效性,为解决步态识别问题带来新的方法与思路.这种基于线性插值的矩阵步态识别特征本质上是一种权值不同的能量形式. 展开更多
关键词 步态识别 矩阵步态识别 线性插值框架 步态周期检测 ZERNIKE矩 伪ZERNIKE矩
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足球运动员步态支撑期时相的特征分析 被引量:4
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作者 王建设 孙凯 《保健医学研究与实践》 2014年第4期19-21,共3页
目的探究足球运动员正常行走步态支撑期各时相的特征。方法应用足底压力测试系统测试足球运动员和大学生正常行走的步态周期,对二者同侧脚和左右脚的步态支撑期各时相特征进行比较分析。结果大学生整足接触阶段时间明显大于足球运动员(P... 目的探究足球运动员正常行走步态支撑期各时相的特征。方法应用足底压力测试系统测试足球运动员和大学生正常行走的步态周期,对二者同侧脚和左右脚的步态支撑期各时相特征进行比较分析。结果大学生整足接触阶段时间明显大于足球运动员(P<0.05),足球运动员的离地阶段时间所占比例明显大于正常大学生(P<0.05),且足球运动员左脚和右脚的整足接触阶段时间所占比例明显小于正常大学生(P<0.05)。结论足球运动员长期训练下造成支撑期各时相时间值所占比例发生变化,即整足接触阶段时间减少,离地阶段时间增加,这种改变有利于足球运动员对前足的保护,减少前足的损伤。通过分析各时相时间值的变化可以判别足球运动员损伤的程度及损伤后恢复的情况。因此,足底各时相的分析在预防足球运动员足踝损伤方面有一定临床价值。 展开更多
关键词 足球运动员 步态支撑期 时相
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步态识别综述 被引量:44
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作者 王科俊 侯本博 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2007年第7期1152-1160,共9页
步态识别是生物特征识别领域一个新的研究方向,它旨在根据人们走路的姿势进行身份识别。本文首先对步态识别的影响因素与性能预测进行了概括,然后从运动检测、周期检测、特征提取、识别算法4个方面对当前研究成果进行了全面的综述,最后... 步态识别是生物特征识别领域一个新的研究方向,它旨在根据人们走路的姿势进行身份识别。本文首先对步态识别的影响因素与性能预测进行了概括,然后从运动检测、周期检测、特征提取、识别算法4个方面对当前研究成果进行了全面的综述,最后讨论了当前研究的难点与发展趋势。 展开更多
关键词 步态识别 性能预测 运动检测 周期检测 特征提取 数据融合
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艺术体操对大学生步态的影响
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作者 单绿叶 彭春政 《浙江体育科学》 2005年第6期93-96,共4页
通过对温州师范学院普通系80名艺术体操选修班女大学生进行为期两年的艺术体操训练,探索艺术体操对女大学生步态的影响。与实验前相比,实验后学生行走时步速增大,步宽减小,髋关节在矢状面和额状面上关节活动的范围增大,踝关节落地角减... 通过对温州师范学院普通系80名艺术体操选修班女大学生进行为期两年的艺术体操训练,探索艺术体操对女大学生步态的影响。与实验前相比,实验后学生行走时步速增大,步宽减小,髋关节在矢状面和额状面上关节活动的范围增大,踝关节落地角减小。这就表明,经过系统的艺术体操训练,学生行走时重心移动的速度加快、更加平稳,行走时平衡能力也得到相应的提高。 展开更多
关键词 艺术体操 步态周期 步态特征 平衡能力
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基于被动行走原理的双足机器人步态规划 被引量:2
12
作者 李宏扬 孙中波 田彦涛 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2016年第1期79-85,共7页
为解决四连杆双足机器人的平面步态规划问题,提出基于被动行走的平面步态规划。基于3°向下坡面完全被动行走的动力学方程,利用角度不变控制方法施加控制力矩,得到机器人在水平面上的动力学模型。结合常数时间放缩方法对平面参考轨... 为解决四连杆双足机器人的平面步态规划问题,提出基于被动行走的平面步态规划。基于3°向下坡面完全被动行走的动力学方程,利用角度不变控制方法施加控制力矩,得到机器人在水平面上的动力学模型。结合常数时间放缩方法对平面参考轨迹进行时间放缩,得到机器人在水平面上步幅不变,周期可变的行走步态。通过Matlab软件数值仿真结果表明,该研究方法是可行、有效的。 展开更多
关键词 双足机器人 步态规划 角度不变控制 时间放缩 变周期
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基于周期序列宽度图的步态识别方法
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作者 苏菡 黄凤岗 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2007年第8期1383-1388,共6页
为了快速地提取步态,提出了一种基于周期序列宽度图的步态识别方法。该方法先按周期将侧影轮廓序列转换为宽度向量序列,然后再将宽度向量序列转换为用灰度值表示的周期序列宽度图。周期序列宽度图中的灰度值及其变化能清晰地反映步态运... 为了快速地提取步态,提出了一种基于周期序列宽度图的步态识别方法。该方法先按周期将侧影轮廓序列转换为宽度向量序列,然后再将宽度向量序列转换为用灰度值表示的周期序列宽度图。周期序列宽度图中的灰度值及其变化能清晰地反映步态运动,是一种以图的形式直观准确表征步态时空变化的方法。这种周期序列宽度图不仅保留了单帧图像中侧影的外观结构信息,而且很好地体现了步态随时间的变化。另外,还运用DCT对提取的步态特征进行降维,并采用RBF神经网络进行步态分类。在常用步态数据库上的测试结果表明,该方法简单而有效。 展开更多
关键词 生物特征识别 步态识别 周期序列宽度图 离散余弦变换 径向基函数神经网络
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腰腿痛患者步态运动形象分析及研究 被引量:3
14
作者 吴琪 朱敬德 +1 位作者 朱秋煜 吴振权 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1997年第4期394-399,共6页
本文结合伤骨科诊断要求,以腰腿痛患者(主要是腰椎间盘突出症患者)和正常人的步态运动形象为样本,利用计算机图形图象处理技术、计算机绘图方法、医学统计方法,显示、绘制和分析步态运动曲线图,为治疗腰腿痛患者提供评判疗效和改... 本文结合伤骨科诊断要求,以腰腿痛患者(主要是腰椎间盘突出症患者)和正常人的步态运动形象为样本,利用计算机图形图象处理技术、计算机绘图方法、医学统计方法,显示、绘制和分析步态运动曲线图,为治疗腰腿痛患者提供评判疗效和改进疗法的依据. 展开更多
关键词 步态运动 步态周期 图象处理 腰椎间盘突出
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摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究 被引量:10
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作者 郑鹏 王琪 +1 位作者 吕敬 郑旭东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期162-170,共9页
本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩... 本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化. 展开更多
关键词 被动行走器 LuGre摩擦模型 滚动摩阻 行走步态 倍周期分岔
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不同孕期孕妇的步态特征 被引量:3
16
作者 陈雪梅 王从笑 +2 位作者 郭文玲 马建林 李伟 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第27期4310-4314,共5页
背景:怀孕女性由于身体结构和激素水平的变化,其摔倒和摔伤的风险会明显高于未怀孕的同龄妇女。目前的研究显示步态特征的变化与跌倒的发生存在紧密的联系,因此关于不同孕期步态稳定性的研究对孕妇跌倒的预防具有重要的意义。目的:通过... 背景:怀孕女性由于身体结构和激素水平的变化,其摔倒和摔伤的风险会明显高于未怀孕的同龄妇女。目前的研究显示步态特征的变化与跌倒的发生存在紧密的联系,因此关于不同孕期步态稳定性的研究对孕妇跌倒的预防具有重要的意义。目的:通过分析不同孕期孕妇的步态特征,探讨孕妇在不同妊娠阶段维持步态稳定性的侧重点,为预防孕妇跌倒的发生提供参考建议。方法:研究经过滨州市中心医院伦理委员会审批通过(审批号:2018-039)。采集20名妊娠妇女(妊娠组)和20名未妊娠的同龄妇女(对照组)步态运动学数据,所有受试者均签署知情同意书。妊娠组采集时间分为3个阶段进行,即孕12周内(早期妊娠),>12-28周(中期妊娠)和>28-40周(晚期妊娠)。使用便携式步态分析系统测试受试者的步态参数。结果与结论:①随着妊娠月份的增加,患者的部分步态参数与妊娠前相比,有明显的统计学差异;②早期妊娠妇女与健康对照组的步态数据差异均无显著性意义(P>0.005);③孕中期妇女与健康对照组相比,其步速明显降低,跨步长明显变短,左下肢步长变短,右下肢步长变短,双腿支撑时间明显延长;孕晚期妇女与健康对照组相比,其步速同样明显降低,跨步长明显变短,左下肢步长变短,右下肢步长变短,步态周期时间明显延长,双腿支撑时间明显延长;而这些变化则是为了更好维持孕妇的稳定性,防止孕妇的跌倒发生。 展开更多
关键词 孕妇 不同孕期 早期妊娠 中期妊娠 晚期妊娠 步态分析 跌倒 步态稳定性
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基于卷积神经网络的步态周期检测方法 被引量:1
17
作者 王科俊 刘亮亮 +2 位作者 丁欣楠 胡钢 徐怡博 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期656-663,共8页
针对步态周期检测直接影响到步态识别的计算量和精度的问题,本文基于深卷积神经网络实现步态周期检测,分别通过将步态序列根据周期性进行分类,和将步态序列拟合为正弦函数进行步态周期性检测的方法,对步态周期进行建模。其关键思想是根... 针对步态周期检测直接影响到步态识别的计算量和精度的问题,本文基于深卷积神经网络实现步态周期检测,分别通过将步态序列根据周期性进行分类,和将步态序列拟合为正弦函数进行步态周期性检测的方法,对步态周期进行建模。其关键思想是根据步态周期的规律性,将步态起伏作为分类问题或一个正弦函数来建模,步态视频中的每个帧对应一个可以表示其周期特征的类别或函数值。而卷积神经网络被用于提取步态帧的周期性特征,以定位该帧在周期中的位置,得到分类或回归结果,最终实现步态周期检测。在CASIA-B数据集的不同视角下采用了多种网络结构进行了周期检测效果的验证。实验结果表明:该方法对步态周期性检测具有良好的精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 步态周期检测 步态序列 卷积神经网络 深卷积神经网络 步态识别 生物特征识别
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基于视觉的步态识别研究综述 被引量:9
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作者 刘晓芳 周航 +2 位作者 韩权 昝孟恩 韩丹 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2018年第8期1685-1692,共8页
步态识别具有易采集,远距离,非接触,难伪装和非侵入性等优势,是生物特征识别、计算机视觉和信息安全等领域的研究热点.本文主要从人体检测,步态周期性,特征提取,识别分类四个方面综述了步态识别的各种方法,其中人体检测部分主要介绍了... 步态识别具有易采集,远距离,非接触,难伪装和非侵入性等优势,是生物特征识别、计算机视觉和信息安全等领域的研究热点.本文主要从人体检测,步态周期性,特征提取,识别分类四个方面综述了步态识别的各种方法,其中人体检测部分主要介绍了当前步态数据库和前景分割两部分,并分析了阴影的去除方法;接下来介绍步态周期性和其他步态常用参数数据;之后分类介绍了特征提取部分;识别分类以模板匹配法、基于支持向量机的方法、基于人工神经网络的方法、统计学方法及其他常用方法五部分进行介绍.最后总结了步态识别已解决的难点,并对步态识别的发展趋势作出分析,指出未来步态识别的发展方向. 展开更多
关键词 步态识别 人体检测 周期性 特征提取 识别分类
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Recognition of walking environments and gait period by surface electromyography 被引量:4
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作者 Seulki KYEONG Wonseok SHIN +3 位作者 Minjin YANG Ung HEO Ji-rou FENG Jung KIM 《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering》 SCIE EI CSCD 2019年第3期342-352,共11页
Recognizing and predicting the movement and intention of the wearer in control of an exoskeleton robot is very challenging. It is difficult for exoskeleton robots, which measure and drive human movements, to interact ... Recognizing and predicting the movement and intention of the wearer in control of an exoskeleton robot is very challenging. It is difficult for exoskeleton robots, which measure and drive human movements, to interact with humans. Therefore, many different types of sensors are needed. When using various sensors, a data design is needed for effective sensing. An electromyographic(EMG) signal can be used to identify intended motion before the actual movement, and the delay time can be shortened via control of the exoskeleton robot. Before using a lower limb exoskeleton to help in walking, the aim of this work is to distinguish the walking environment and gait period using various sensors, including the surface electromyography(sE MG) sensor. For this purpose, a gait experiment was performed on four subjects using the ground reaction force, human–robot interaction force, and position sensors with sEMG sensors. The purpose of this paper is to show progress with the use of sEMG when recognizing walking environments and the gait period with other sensors. For effective data design, we used a combination of sensor types, sEMG sensor locations, and sEMG features. The results obtained using an individual mechanical sensor together with sEMG showed improvement compared to the case of using an individual sensor, and the combination of sEMG and position information showed the best performance in the same number of combinations of three sensors. When four sensor combinations were used, the environment classification accuracy was 96.1%, and the gait period classification accuracy was 97.8%. Vastus medialis(VM) and gastrocnemius(GAS) were the most effective combinations of two muscle types among the five sEMG sensor locations on the legs, and the results were 74.4% in pre-heel contact(preHC) and 71.7% in pre-toe-off(preTO) for environment classification, and 68.0% for gait period classification, when using only the sE MG sensor. The two effective sE MG feature combinations were "mean absolute value(MAV), zero crossings(ZC)" and "MAV, waveform length(WL)", and the "MAV, ZC" results were 80.0%, 77.1%, and 75.5%. These results suggest that the sEMG signal can be effectively used to control an exoskeleton robot. 展开更多
关键词 WALKING environment gait period Surface ELECTROMYOGRAPHY (sEMG) EXOSKELETON
原文传递
基于PLSCM算法的柔性双足机器人周期步态吸引域的求解
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作者 刘铖 周亚丽 张奇志 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2021年第2期14-21,共8页
以柔性双足机器人为研究对象,通过拉格朗日方程推导出机器人的动力学方程,分析机器人的周期步态,并计算出周期步态参数的不动点;采用类庞加莱胞映射(Poincare-like simple cell mapping,PLSCM)算法进行仿真获得机器人不动点的吸引域。... 以柔性双足机器人为研究对象,通过拉格朗日方程推导出机器人的动力学方程,分析机器人的周期步态,并计算出周期步态参数的不动点;采用类庞加莱胞映射(Poincare-like simple cell mapping,PLSCM)算法进行仿真获得机器人不动点的吸引域。对距不动点不同距离的胞进行仿真表明:以吸引域内的胞作为初值能使机器人获得稳定的周期步态,并且离不动点距离不同的胞进入稳定步态周期所需的步数不同。从吸引域中取值消除了初值选取的随机性,使得机器人可以快速地进入稳定状态。 展开更多
关键词 双足机器人 周期步态 不动点 吸引域 胞映射算法
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