一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法和装置，涉及康复机器人控制的技术领域，包括：获取摄像头采集患者健侧上肢的运动轨迹，构建健侧上肢三维运动空间；对健侧上肢三维运动空间和运动轨迹进行镜像处理，得到患者患侧上肢的初始三维运动空间和患侧上肢的预测运动轨迹，并基于患侧上肢数据对初始三维运动空间进行修正，得到安全运动空间；将患侧上肢的预测运动轨迹发送给上肢康复机器人，控制调整后的上肢康复机器人基于患侧上肢的预测运动轨迹和PID算法带动患侧上肢运动；基于第一位置信息和第二位置信息，对预测运动轨迹和下一时刻患侧上肢的位置信息进行修正，解决了上肢康复机器人康复位置修正方法修正精度较低的技术问题。修正精度较低的技术问题。修正精度较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法和装置


[0001]本专利技术涉及上肢康复机器人控制的
，尤其是涉及一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法和装置。

技术介绍

[0002]现有的上肢康复机器人产品有外骨骼以及单末端牵引形式，这里主要对比末端牵引形式。其中不乏有通过视觉控制来捕捉患者动作的，通过当前时刻所述卡尔曼滤波轨迹以及所述BP神经网络轨迹还有所粒子滤波轨迹上距离最近的两点的中点，计算下一时刻卡尔曼滤波预测结果和BP神经网络预测结果；通过对时间以及空间双维度的优化，即KF+BP以及PF+KF+BP方式来实现轨迹的定位优化；另外一面在设备控制上，通过计算设备运行轨迹的误差，并在其每一步的实际运行角度与预计运行角度的差值加到一起计算最后得到误差进行矫正。
[0003]但是，上述的上肢康复机器人的康复位置的修正方法的修正精度较低。
[0004]针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法和装置，以缓解了上肢康复机器人的康复位置的修正方法的修正精度较低。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法，包括：在患者处于坐姿固定状态时，获取摄像头采集患者健侧上肢的运动轨迹，并基于所述运动轨迹，构建健侧上肢三维运动空间；对所述健侧上肢三维运动空间和所述运动轨迹进行镜像处理，得到患者患侧上肢的初始三维运动空间和患侧上肢的预测运动轨迹，并基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间；将患侧上肢的预测运动轨迹发送给上肢康复机器人，以使所述上肢康复机器人对电机位置环进行调整，并控制调整后的上肢康复机器人基于所述患侧上肢的预测运动轨迹和PID算法带动患侧上肢运动；在获取到第一位置信息之后，基于所述第一位置信息确定出第二位置信息，其中，所述第一位置信息为当前时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息，所述第二位置信息为在所述患侧上肢安全运动空间中患侧上肢的预测运动轨迹与所述第一位置信息相对应的位置信息；基于所述第一位置信息和所述第二位置信息，对所述预测运动轨迹和当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。
[0007]进一步地，上肢数据包括：手臂的臂长和肩高。
[0008]进一步地，基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间，包括：控制所述上肢康复机器人拉直患侧上肢，确定出所述患侧上肢数据，并基于所述患侧上肢数据，构建患侧上肢的极限运动空间；控制所述上肢康复机器人带动患侧上肢进行力反馈运动，并基于力反馈运动过程，构建患侧上肢的
实际运动空间；若所述实际运动空间小于所述极限运动空间，则基于所述实际运动空间和二分法对所述初始三维运动空间进行修正，得到修正后的初始三维运动空间；对所述修正后的初始三维运动空间和所述实际运动空间进行整合，得到所述患侧上肢安全运动空间。
[0009]进一步地，基于所述第一位置信息和所述第二位置信息，对所述预测运动轨迹和当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正，包括：确定出所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置偏差；基于所述位置偏差，对所述患侧上肢的预测运动轨迹进行修正，修正后的患侧上肢的预测运动轨迹；于所述修正后的患侧上肢的预测运动轨迹和患侧上肢的实际运动轨迹，确定出轨迹偏差值；基于所述轨迹偏差值，对当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种上肢康复机器人的康复位置的修正装置，包括：构建单元，用于在患者处于坐姿固定状态时，获取摄像头采集患者健侧上肢的运动轨迹，并基于所述运动轨迹，构建健侧上肢三维运动空间；镜像单元，用于对所述健侧上肢三维运动空间和所述运动轨迹进行镜像处理，得到患者患侧上肢的初始三维运动空间和患侧上肢的预测运动轨迹，并基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间；控制单元，用于将患侧上肢的预测运动轨迹发送给上肢康复机器人，以使所述上肢康复机器人对电机位置环进行调整，并控制调整后的上肢康复机器人基于所述患侧上肢的预测运动轨迹和PID算法带动患侧上肢运动；确定单元，用于在获取到第一位置信息之后，基于所述第一位置信息确定出第二位置信息，其中，所述第一位置信息为当前时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息，所述第二位置信息为在所述患侧上肢安全运动空间中患侧上肢的预测运动轨迹与所述第一位置信息相对应的位置信息；修正单元，用于基于所述第一位置信息和所述第二位置信息，对所述预测运动轨迹和当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。
[0011]进一步地，上肢数据包括：手臂的臂长和肩高。
[0012]进一步地，所述镜像单元，用于：控制所述上肢康复机器人拉直患侧上肢，确定出所述患侧上肢数据，并基于所述患侧上肢数据，构建患侧上肢的极限运动空间；控制所述上肢康复机器人带动患侧上肢进行力反馈运动，并基于力反馈运动过程，构建患侧上肢的实际运动空间；若所述实际运动空间小于所述极限运动空间，则基于所述实际运动空间和二分法对所述初始三维运动空间进行修正，得到修正后的初始三维运动空间；对所述修正后的初始三维运动空间和所述实际运动空间进行整合，得到所述患侧上肢安全运动空间。
[0013]进一步地，所述修正单元，用于：确定出所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置偏差；基于所述位置偏差，对所述患侧上肢的预测运动轨迹进行修正，修正后的患侧上肢的预测运动轨迹；基于所述修正后的患侧上肢的预测运动轨迹和患侧上肢的实际运动轨迹，确定出轨迹偏差值；基于所述轨迹偏差值，对当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0015]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序。
[0016]在本专利技术实施例中，通过在患者处于坐姿固定状态时，获取摄像头采集患者健侧上肢的运动轨迹，并基于所述运动轨迹，构建健侧上肢三维运动空间；对所述健侧上肢三维运动空间和所述运动轨迹进行镜像处理，得到患者患侧上肢的初始三维运动空间和患侧上肢的预测运动轨迹，并基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间；将患侧上肢的预测运动轨迹发送给上肢康复机器人，以使所述上肢康复机器人对电机位置环进行调整，并控制调整后的上肢康复机器人基于所述患侧上肢的预测运动轨迹和PID算法带动患侧上肢运动；在获取到第一位置信息之后，基于所述第一位置信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上肢康复机器人的康复位置的修正方法，其特征在于，应用于上位机，包括：在患者处于坐姿固定状态时，获取摄像头采集患者健侧上肢的运动轨迹，并基于所述运动轨迹，构建健侧上肢三维运动空间；对所述健侧上肢三维运动空间和所述运动轨迹进行镜像处理，得到患者患侧上肢的初始三维运动空间和患侧上肢的预测运动轨迹，并基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间；将患侧上肢的预测运动轨迹发送给上肢康复机器人，以使所述上肢康复机器人对电机位置环进行调整，并控制调整后的上肢康复机器人基于所述患侧上肢的预测运动轨迹和PID算法带动患侧上肢运动；在获取到第一位置信息之后，基于所述第一位置信息确定出第二位置信息，其中，所述第一位置信息为当前时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息，所述第二位置信息为在所述患侧上肢安全运动空间中患侧上肢的预测运动轨迹与所述第一位置信息相对应的位置信息；基于所述第一位置信息和所述第二位置信息，对所述预测运动轨迹和当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上肢数据包括：手臂的臂长和肩高。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述患者的患侧上肢数据对所述初始三维运动空间进行修正，得到所述患者的患侧上肢安全运动空间，包括：控制所述上肢康复机器人拉直患侧上肢，确定出所述患侧上肢数据，并基于所述患侧上肢数据，构建患侧上肢的极限运动空间；控制所述上肢康复机器人带动患侧上肢进行力反馈运动，并基于力反馈运动过程，构建患侧上肢的实际运动空间；若所述实际运动空间小于所述极限运动空间，则基于所述实际运动空间和二分法对所述初始三维运动空间进行修正，得到修正后的初始三维运动空间；对所述修正后的初始三维运动空间和所述实际运动空间进行整合，得到所述患侧上肢安全运动空间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一位置信息和所述第二位置信息，对所述预测运动轨迹和当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正，包括：确定出所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置偏差；基于所述位置偏差，对所述患侧上肢的预测运动轨迹进行修正，修正后的患侧上肢的预测运动轨迹；基于所述修正后的患侧上肢的预测运动轨迹和患侧上肢的实际运动轨迹，确定出轨迹偏差值；基于所述轨迹偏差值，对当前时刻的下一时刻患侧上肢在所述患侧上肢安全运动空间中的位置信息进行修正。5.一种上肢康复机器人的康复位置的修正装置，其特征在于，应用于上位机，包括：构建单元，用于在患者处于坐姿固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凌刚，汪建辉，常志强，朱旭峰，李鲁亚，杨森，
申请(专利权)人：安杰莱科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：