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【发明授权】基于RBF-DMP振荡器的下肢康复型外骨骼步态规划方法_南京理工大学_202010117714.6 

申请/专利权人:南京理工大学

申请日:2020-02-25

公开(公告)日:2022-09-13

公开(公告)号:CN111341412B

主分类号:G16H20/30

分类号:G16H20/30;G16H50/50;G06N3/08

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.09.13#授权;2020.07.21#实质审查的生效;2020.06.26#公开

摘要:本发明公开了一种基于RBF‑DMP振荡器的下肢康复型外骨骼步态规划方法,用于辅助下肢功能障碍的患者,完成行走康复目的;首先采集患者健康行走历史中的髋关节、膝关节运动轨迹;然后建立髋关节、膝关节RBF‑DMP振荡器步态生成模型,模拟患者运动轨迹;基于最小二乘法,完成对RBF径向基神经网络参数的自学习;训练好的RBF‑DMP振荡器,实时规划髋关节、膝关节的运动轨迹,应用于下肢康复型外骨骼的步态。本发明的步态规划方法不仅可以有效准确学习患者髋关节、膝关节轨迹,而且根据患者行走特点,实时调整下肢外骨骼运动,达到步态宜人特性,十分适合用于下肢康复型外骨骼的辅助行走。

主权项:1.一种基于RBF-DMP振荡器的下肢康复型外骨骼步态规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、采集患者健康行走历史中的髋关节、膝关节运动轨迹;步骤2、建立髋关节、膝关节RBF-DMP振荡器步态生成模型,模拟患者运动轨迹;步骤3、基于最小二乘法,完成对RBF径向基神经网络参数的自学习;具体包括以下步骤:步骤3.1、确定RBF神经网络隐含层输出与输出层的期望输出数据;计算RBF神经网络隐含层的输出jiφ为: 计算RBF神经网络输出层的期望输出为: 其中fg为非线性函数的目标值,θd为需要学习的步态曲线,τ为DMP振荡器的频率,β为关节运动模型参数;步骤3.2、基于最小二乘法,对RBF神经网络权重参数自学习;将RBF神经网络组成结构,描述为矩阵形式:Fg=JW+E19其中Fg=[fg1,fg2,...fgM]T为样本中的期望输出向量,W=[w1,w2,...wN]T为权重向量,E1为误差项向量,M为样本总数目,输入矩阵J表示为: 设置代价函数如下: 其中λ为惩罚项系数,经过最小二乘法推导后,隐含层权重估计值表示为: 步骤4、通过训练好的RBF-DMP振荡器实时规划髋关节、膝关节的运动轨迹,用于下肢康复型外骨骼的步态生成。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 南京理工大学 基于RBF-DMP振荡器的下肢康复型外骨骼步态规划方法

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