[发明专利]一种双足行走步行参数的测量方法与装置

摘要

本发明提供了一种双足行走过程步行参数的测量，属于机器人技术领域。一方面提供了双足行走步行参数的测量装置，该装置包括零力矩点测量系统、足部轮廓测量系统、步行参数计算系统。另一方面提供了双足行走步行参数的测量方法，该方法能够准确有效测量双足行走步行参数，包括：行走前站立状态参数、步长、步行周期、零力矩点轨迹以及足部与地面接触轮廓。该方法用于人体双足行走步行参数测量，对人体行走步态分析有重要意义，为双足机器人的轨迹规划提供重要依据；该方法用于双足机器人行走步行参数测量，为双足机器人行走步态，行走轨迹的在线调节，上位机与腿部各个关节之间的闭环控制提供反馈参数，对实现双足机器人的稳定行走具有重要意义。

主权项

1.一种基于分布式六维力传感器的双足行走过程步行参数的测量方法，包括：(1)利用分布式六维力传感器获取双足行走过程中每一步足部与上层玻璃板间作用的力和力矩，六维力传感器得到的三个力为f＝[f_x f_y f_z]^T，三个力矩为T＝[T_x T_y T_z]^T；(2)获取双足行走过程中每一步足部与上层玻璃板接触的轮廓；(3)由(1)中得到的力和力矩信息，计算出双足行走过程中的零力矩点坐标；(4)通过(2)中所得足部轮廓信息判断单、双脚支撑期，计算出双足行走过程的步长，步行周期，同时将得到的足部轮廓与零力矩点相对应，计算出在世界坐标系xoy下双足行走过程中的零力矩点轨迹；其特征在于，利用红外发射接收对管来测量双足行走过程中足部与上层玻璃板间的接触轮廓D(t)如下：D(t)＝[max(x_R1,x_R2…x_Ri)‑min(x_R1,x_R2…x_Ri)]×[max(y_R1,y_R2…y_Ri)‑min(y_R1,y…₂…y_Ri)]+[max(x_L1,x_L2…x_Li)‑min(x_L1,x_L2…x_Li)]×[max(y_L1,y_L2…y_Li)‑min(y_L1,y_L2…y_Li)]其中t是采样时刻，(x_R1,x_R2…x_Ri)，(y_R1,y_R2…y_Ri)是右侧导轨上输出高电平的红外发射接收对管的在世界坐标系xoy下坐标，(x_L1,x_L2…x_Li)，(y_L1,y_L2…y_Li)是左侧导轨上输出高电平的红外发射接收对管的在世界坐标系xoy下坐标。