1.一种双足支撑区域判别的控制系统,其特征在于:控制系统包括主机、从机1与从机
2;
在控制系统内,主机协调从机1、2的运行,并接受、处理从机1、2发送的信息,进行双足支撑区域的实时判别与计算,在硬件上,其核心器件是一块高性能单片机;
在控制系统内,从机1、2受主机调度,主要采集步态中双足的相对位置、姿态以及足底支撑区域信息,并发送给主机;在硬件上,单个从机主要由压力测量单元、惯性测量单元以及数据处理单片机组成。
2.一种双足支撑区域判别的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)建立双足站立的初始状态下的双足标记点坐标系;
(2)根据行走过程中左脚压力测量单元和右脚压力测量单元反馈的信号判断双足步态相;
(3)根据步骤(2)判定的双足步态相确定左、右脚各自的支撑区域;
(4)根据左脚惯性测量单元和右脚惯性测量单元确定双足的位移和足偏角,并在步骤(1)的坐标系内计算由步骤(3)确定的左、右脚各自支撑区域内的标记点坐标值;
(5)以步骤(4)中标记点连线构成的区域计算双足支撑区域。
3.根据权利要求2所述的双足支撑区域判别的方法,其特征在于:所述标记点坐标系包括标记点绝对坐标系和标记点相对坐标系,三者为共平面的平面坐标系;标记点绝对坐标系以双足站立时人体重心在地面的投影为原点O,人体正前方为X轴方向;标记点相对坐标系包括左脚标记点相对坐标系和右脚坐标点相对坐标系,左脚中轴线自脚跟向脚尖方向为左脚标记点相对坐标系的XL轴方向,左脚标记点相对坐标系的原点OL在左脚后跟处;右脚中轴线自脚跟向脚尖方向为右脚标记点相对坐标系的XR轴方向,右脚标记点相对坐标系的原点OR在右脚脚后跟处。
4.根据权利要求2所述的双足支撑区域判别的方法,其特征在于:所述双足步态相包括离地摆动、脚跟着地、全脚着地、脚跟离地和脚尖着地这五种步态相。
5.根据权利要求4所述的双足支撑区域判别的方法,其特征在于:将左脚足底和右脚足底等效成两个与足底相似的矩形,对应五种步态相将该矩形划分为四个触地区域,从四个触地区域之间的所有节点中选取自脚尖外侧到脚跟外侧之间连续的7个节点作为足底标记点,足底标记点一次为标记点A、标记点B、标记点C、标记点D、标记点E、标记点F和标记点G。