用于控制动力膝上假肢多种运动模式的分段单调步态相位估计模型
机器人学
2022-08-02 v1
摘要
基于步态相位的控制是助行机器人尤其是机器人下肢假肢的热点研究方向。步态相位估计是基于步态相位控制的一个挑战。以往研究利用人体大腿角度的积分或微分来估计步态相位，但累积测量误差与噪声会影响估计结果。本文提出一种更鲁棒的步态相位估计方法，采用多种运动模式下分段单调步态相位-大腿角度模型的统一形式。步态相位仅由大腿角度估计，该变量稳定且避免了相位漂移。设计了一种基于卡尔曼滤波的平滑器以进一步抑制估计步态相位的突变。基于所提步态相位估计方法，为膝上假肢设计了基于步态相位的关节角度跟踪控制器。所提步态估计方法、步态相位平滑器及控制器通过在多种运动模式行走数据上的离线分析进行评估。并且该基于步态相位的控制器的实时性能在膝上假肢实验中得到了验证。
引用
@article{arxiv.2207.12074,
title = {A Piecewise Monotonic Gait Phase Estimation Model for Controlling a Powered Transfemoral Prosthesis in Various Locomotion Modes},
author = {Xinxing Chen and Chuheng Chen and Yuxuan Wang and Bowen Yang and Teng Ma and Yuquan Leng and Chenglong Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12074},
year = {2022}
}