行走意圖檢測裝置及其系統(tǒng)和方法
【專利說明】行走意圖檢測裝置及其系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求于2014年4月4日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2014-0040443號的優(yōu)先權(quán)益，通過引用將其公開的全部內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種行走意圖檢測裝置及其系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及檢測安裝有可穿戴機(jī)器人的步行者的行走意圖的行走意圖檢測裝置及其系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]通常人體可穿戴步行機(jī)器人是使用人機(jī)同步的可穿戴機(jī)器人。近來，隨著這種技術(shù)的發(fā)展，已進(jìn)行了為步行機(jī)器人的行走操作檢測行走意圖的研究。行走意圖被認(rèn)為是人類行走意圖，但當(dāng)行走意圖可能沒直接得到確認(rèn)時，可基于特定身體部分(例如，身體動作)的變化推測行走意圖。此外，行走意圖檢測意指檢測用戶開始或停止行走的意圖或意指檢測左腳和右腳的運(yùn)動狀態(tài)。
[0005]同時，相關(guān)技術(shù)的裝置使用安裝于機(jī)器人立足點(diǎn)中的傳感器或測壓元件或肌電圖，基于用戶在人類可穿戴步行輔助機(jī)器人中想要進(jìn)行的操作檢測行走意圖。然而，在使用安裝于立足點(diǎn)上的傳感器或測壓元件的情況下，減小了耐久性和準(zhǔn)確性并且當(dāng)使用肌電圖時，在肌肉疲勞時可能會降低辨別力并且可能會降低行走意圖的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開提供一種檢測安裝有可穿戴機(jī)器人的步行者的行走意圖的行走意圖檢測裝置及其系統(tǒng)和方法。
[0007]根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式，步行者的行走意圖檢測裝置可包括:插入步行者的腳的下穿戴部分；上穿戴部分，被配置為設(shè)置于下穿戴部分之上，以覆蓋步行者的腳的頂部和腳跟；以及張力傳感器，布置于下穿戴部分與上穿戴部分之間，并被配置為響應(yīng)于行走運(yùn)動測量傳遞至下穿戴部分和上穿戴部分的力。
[0008]行走意圖檢測裝置可進(jìn)一步包括:控制器，被配置為連接張力傳感器以檢測行走意圖。上穿戴部分可包括被配置為覆蓋腳的頂部的第一上穿戴部分與被配置為覆蓋腳跟的第二上穿戴部分。第一上穿戴部分和第二上穿戴部分可以預(yù)定間隔彼此間隔開。張力傳感器可包括:第一測壓元件，布置于第一上穿戴部分和下穿戴部分的前部之間；以及第二測壓元件，布置于第二上穿戴部分和下穿戴部分的后部之間。
[0009]此外，第一測壓元件可包括第一連接帶，并且第二測壓元件可包括第二連接帶，因而，第一測壓元件的第一連接帶可連接第一上穿戴部分與下穿戴部分，并且第二測壓元件的第二連接帶可連接第二上穿戴部分與下穿戴部分。張力傳感器可進(jìn)一步包括:第三測壓元件，布置于第一上穿戴部分的后部與下穿戴部分的后部之間，以經(jīng)由第三連接帶連接第一上穿戴部分的后部與下穿戴部分的后部；以及第四測壓元件，布置于第二上穿戴部分的前部和下穿戴部分的前部之間，以經(jīng)由第四連接帶連接第二上穿戴部分的前部與下穿戴部分的前部。第三測壓元件和第四測壓元件可彼此間隔開，并且第三連接帶和第四連接帶在彼此間隔開時可彼此相交。
[0010]此外，矩形框架可布置于第一上穿戴部分和下穿戴部分的前部與第二上穿戴部分和下穿戴部分的后部之間，并且矩形框架的內(nèi)部可包括第三測壓元件、第三連接帶、第四測壓元件和第四連接帶。張力傳感器可分別布置于下穿戴部分和上穿戴部分的外側(cè)和內(nèi)側(cè)上，以測量在行走運(yùn)動過程中從腳產(chǎn)生的力的平衡。
[0011]根據(jù)本公開另一示例性實(shí)施方式，步行者的行走意圖檢測系統(tǒng)可包括:輸入單元，被配置為使用插入步行者的腳的穿戴部分中的張力傳感器感測并測量所產(chǎn)生的信息；放大器，被配置為將從輸入單元產(chǎn)生的信息放大成信號；計(jì)算器，被配置為用放大器放大的信號檢測行走意圖；以及輸出單元，被配置為響應(yīng)于計(jì)算器所檢測的行走意圖操作機(jī)器人。
[0012]根據(jù)本公開另一示例性實(shí)施方式，步行者的行走意圖檢測方法可包括:使用插入步行者的腳的穿戴部分中的張力傳感器感測并測量產(chǎn)生的信息；以及基于在信息的感測和測量中檢測到的信息操作機(jī)器人。行走意圖檢測方法可進(jìn)一步包括:將在信息的感測和測量中產(chǎn)生的信息放大成信號；以及用在信息的放大中放大的信號檢測行走意圖，以響應(yīng)于檢測的行走意圖操作機(jī)器人。
[0013]本公開還包括一種包括由控制器執(zhí)行的程序指令的非臨時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括:使用張力傳感器感測并測量插入步行者的腳的穿戴部分中的張力信息的程序指令；將所述張力信息放大成信號的程序指令；使用所放大的信號檢測行走意圖的程序指令；以及響應(yīng)于所檢測的行走意圖操作機(jī)器人的程序指令。
【附圖說明】
[0014]根據(jù)結(jié)合附圖的以下具體的描述，本公開的上述及其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見。
[0015]圖1是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置的示例圖；
[0016]圖2是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置的示例性側(cè)視圖；
[0017]圖3a_圖3b是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置中產(chǎn)生力之前的狀態(tài)的示例圖；
[0018]圖4a_圖4b是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置中的步行運(yùn)動過程中產(chǎn)生力的狀態(tài)的示例圖；
[0019]圖5a_圖5b是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置中的相反的步行運(yùn)動過程中產(chǎn)生力的狀態(tài)的示例圖；
[0020]圖6是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測系統(tǒng)的示例性配置圖；以及
[0021]圖7是示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測方法的示例圖。
[0022]附圖中的每個元件的標(biāo)號
[0023]10:輸入單元
[0024]20:放大器
[0025]30:計(jì)算器
[0026]40:輸出單元
[0027]100:下穿戴部分
[0028]200:上穿戴部分
[0029]210:第一上穿戴部分
[0030]220:第二上穿戴部分
[0031]300:張力傳感器
[0032]310:第一測壓元件
[0033]311:第一連接帶
[0034]320:第二測壓元件
[0035]321:第二連接帶
[0036]330:第三測壓元件
[0037]331:第三連接帶
[0038]340:第四測壓元件
[0039]341:第四連接帶
[0040]350:矩形框架
【具體實(shí)施方式】
[0041]雖然示例性實(shí)施例被描述為使用多個單元執(zhí)行該示例性過程，但是應(yīng)該理解該示例性過程也可由一個模塊或多個模塊執(zhí)行。此外，應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語控制器指代包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置為存儲模塊并且處理器被具體被配置為執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行下面進(jìn)一步描述的一個或多個過程。
[0042]此外，本發(fā)明的控制邏輯可被體現(xiàn)為包括由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非臨時性計(jì)算機(jī)可讀媒體。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。該計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，使得以分布的方式存儲和執(zhí)行該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如，通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)。
[0043]本文所用的術(shù)語僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，而不旨在限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確說明。應(yīng)進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”在本說明書中使用時指定陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。如本文所用的，術(shù)語“和/或”包括所關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目中的一個或多個的任何和所有組合。
[0044]現(xiàn)將參照附圖對本公開的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1至圖5所示，根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式的步行者的行走意圖檢測裝置可包括被配置為容納步行者的腳的下穿戴部分100和下穿戴部分100上的上穿戴部分200，以及張力傳感器300，被配置為測量步行運(yùn)動過程中傳遞至下穿戴部分100和上穿戴部分200的力。如圖1和圖2所示，下穿戴部分100可具有其上表面可打開以將步行者的腳容納于其中的鞋形狀。在該結(jié)構(gòu)中，下穿戴部分100可具有基本平坦的底以允許步行者的腳底能接觸下穿戴部分100的底表面，并可包括兩個側(cè)、后表面以及可包括具有預(yù)定高度的側(cè)壁的前部和后部。
[0045]同時，下穿戴部分100可形成為大于一般的鞋形狀以允許步行者的腳更容易進(jìn)入其中和從其離開。上穿戴部分100可布置在下穿戴部分100上以覆蓋步行者的腳的頂部和腳跟。具體地，上穿戴部分200可包括第一上穿戴部分210，被配置為覆蓋步行者的腳的頂部，以及第二上穿戴部分220，被配置為覆蓋步行者的腳跟，其中，第一上穿戴部分210和第二上穿戴部分220可以預(yù)定間隔彼此間隔開。
[0046]此外，第一上穿戴部分210的前部可具有與腳的頂部相似的形狀以覆蓋步行者的腳的頂部，第二上穿戴部分220的后部可包括鎖定部分以覆蓋步行者的腳跟，并且第一上穿戴部分210和第二上穿戴部分220的兩側(cè)可包括具有預(yù)定高度的側(cè)壁。張力傳感器300可布置于下穿戴部分100和上穿戴部分200之間，以被配置為基于步行運(yùn)動測量傳遞至下穿戴部分100和上穿戴部分200的力并檢測行走意圖。
[0047]步行者的行走意圖檢測裝置可進(jìn)一步包括連接至張力傳感器300并被配置為檢測行走意圖的控制器。在這種結(jié)構(gòu)中，控制器可布置在上穿戴部分200或下穿戴部分100，但可分離地布置在裝置的外部以與張力傳感器無線連接。換言之，根據(jù)本公開示例性實(shí)施方式，當(dāng)安裝可穿戴機(jī)器人時步行者的腳可裝在對應(yīng)機(jī)器人的腳的穿戴部分中以使用張力傳感器300測量力，并且所測量的數(shù)據(jù)可被傳輸至控制器以檢測行走意圖，從而響應(yīng)于行走意圖操作機(jī)器人。
[0048]張力傳感器300可包括第一測壓元件310，布置于第一上穿戴部分210與下穿戴部分100的前部之間，以及第二測壓元件320，布置于第二上穿戴部分220的后部和下穿戴部分100的后部之間，以檢測步行時從腳的頂部到腳跟是否產(chǎn)生了從步行者的腳傳遞的力。因此，第一測壓元件310可包括第一連接帶311，并且第二測壓元件320可包括第二連接帶321，使得第一測壓元件310的第一連接帶311連接第一上穿戴部分210與下穿戴部分100，并且第二測壓元件320的第二連接帶321可連接第二上穿戴部分22