下肢外骨骼人体步态相位识别技术研究

摘要：外骨骼是一种人机协调的辅助设备，只有外骨骼的动作跟随人体一起运动，才能实现人机融合，达到助力的效果。步态相位识别的研究是满足人机协调运动的关键技术核心，文章对国内外外骨骼人体步态相位信息的采集方法以及识别算法进行了调研与分析，这将为外骨骼人体步态相位识别技术的发展提供一定的理论基础。

关键词：步态相位  采集方法  外骨骼  识别算法

1.正文

外骨骼目前主要的研究国家有美国和欧洲国家，其研究的目的是增强单兵作战能力以及医疗康复[1]。到21世纪，随着科学技术的不断发展，外骨骼逐渐受到越来越多的研究者的关注。

1.1外骨骼步态采集方法研究现状

对于步态相位的研究，首先需要通过传感器采集人体运动数据信息，然后根据运动信息采用相应的识别算法对一个周期内的步态进行识别，最后根据识别的相位信息对外骨骼进行有效的控制[2]。

日本的外骨骼机器人处于世界领先水平，研制的HAL外骨骼机器人采用表面肌电传感器获取人体肌肉表面的肌电信号，通过肌电信号解析出人体运动相位信息。

哈佛大学的Wyss实验室对髋关节提供伸展助力的柔性外骨骼系统进行了研究，为了检测每条腿的最大髋屈曲角度以及步态相位，在每条大腿前部分别安装两个imu，实时测量大腿角度以及相位变化。

瑞士苏黎世联邦理工学院感知-运动系统实验室的Riener团队发布了新版下肢外骨骼机器人MyoSwiss。……