1.一種基于邏輯回歸的外骨骼助殘機(jī)器人步相切換方法,其特征是按如下步驟進(jìn)行:
步驟1、在外骨骼助殘機(jī)器人的腰部和大腿安裝傾角傳感器(1),在所述外骨骼助殘機(jī)器人下肢的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)輸出軸上安裝角度傳感器(2),在所述外骨骼助殘機(jī)器人的足底貼附壓力傳感器(3);
步驟2、在所述外骨骼助殘機(jī)器人不啟動(dòng)的情況下,利用各個(gè)傳感器采集所述外骨骼助殘機(jī)器人行走過(guò)程中支撐腿和擺動(dòng)腿在步相切換時(shí)的傾角、角度和壓力數(shù)據(jù),并作為步相切換時(shí)的各個(gè)傳感器閾值;
步驟3、啟動(dòng)所述外骨骼助殘機(jī)器人,按照所設(shè)定的支撐腿和擺動(dòng)腿運(yùn)動(dòng)行走,并利用各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)采集所述外骨骼助殘機(jī)器人行走過(guò)程中的傾角、角度和壓力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與所述各個(gè)傳感器閾值進(jìn)行比較,當(dāng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)大于所述各類(lèi)傳感器閾值時(shí),所述外骨骼助殘機(jī)器人進(jìn)行支撐腿和擺動(dòng)腿的步相切換,并將相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄為1組訓(xùn)練樣本,從而獲得n組訓(xùn)練樣本,記為X={X(1),X(2),…,X(i),…,X(n)};X(i)表示第i組訓(xùn)練樣本,并有表示第i組訓(xùn)練樣本X(i)中第j個(gè)傳感器數(shù)據(jù);1≤i≤n;1≤j≤m;
步驟4、在所述步驟3中的所述外骨骼助殘機(jī)器人進(jìn)行支撐腿和擺動(dòng)腿的步相切換時(shí),同時(shí)判斷所述外骨骼助殘機(jī)器的切換動(dòng)作是否與所述各個(gè)傳感器閾值所對(duì)應(yīng)的切換動(dòng)作一致,若一致,則表示正確切換,記錄切換結(jié)果為成功,并用輸出變量Y(i)=1表示,否則表示錯(cuò)誤切換,記錄切換結(jié)果為失敗,并用輸出變量Y(i)=0表示;
步驟5、將所述n組訓(xùn)練樣本和相應(yīng)的輸出變量輸入到邏輯回歸算法所建立的邏輯回歸模型中,得到步相切換估計(jì)函數(shù),并作為步相切換的判別依據(jù);
步驟6、利用各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)采集所述外骨骼助殘機(jī)器人行走時(shí)的傾角、角度和壓力測(cè)試數(shù)據(jù),并代入所述步相切換估計(jì)函數(shù)中,得到判別結(jié)果;
步驟7、所述外骨骼助殘機(jī)器人根據(jù)所述判別結(jié)果進(jìn)行支撐腿和擺動(dòng)腿的步相切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于邏輯回歸的外骨骼助殘機(jī)器人步相切換方法,其特征是,所述步驟5中,所述步相切換估計(jì)函數(shù)是按如下步驟獲得:
步驟5.1、定義當(dāng)前迭代次數(shù)為k,并初始化k=1;令第0次迭代的j個(gè)分量為0;
步驟5.2、利用式(1)所示的邏輯回歸參數(shù)θ的計(jì)算式,獲得第k次迭代的第j個(gè)分量θj的計(jì)算值從而獲得第k次迭代的m個(gè)分量所組成的向量
式(1)中,α表示迭代步長(zhǎng);表示邏輯回歸的假設(shè)函數(shù),并有:
式(2)中,θ(k-1)X(i)表示第k-1次迭代獲得的向量θ(k-1)的各個(gè)分量與第i組訓(xùn)練樣本X(i)各個(gè)分量的乘積和;即
步驟5.3、將k+1賦值給k,并返回步驟5.2執(zhí)行,直到迭代誤差ε=|θ(k-1)-θ(k)|小于所設(shè)定的閾值時(shí),迭代停止,此時(shí),對(duì)應(yīng)的迭代次數(shù)記為p;從而獲得第p次迭代的m個(gè)分量所組成的收斂向量并作為邏輯回歸參數(shù)θ的最終值;
步驟5.4、利用式(3)獲得步相切換估計(jì)函數(shù)hθ(X):
式(3)中,表示自變量為-θ(p)X的指數(shù)函數(shù),X表示n組訓(xùn)練樣本。