考虑动态平衡的起立意图预测

作者：庞牧野; 魏东盛; 罗晶; 魏巍^*

来源：华中科技大学学报(自然科学版)科技大学, 2023, 1-9.

DOI：10.13245/j.hust.240433

• 起立运动
• 动态平衡
• 外推质心
• 意图预测
• 支持向量机
• 神经网络

准确判断起立意图是构建外骨骼辅助策略的核心，但由于人体运动存在较大随意性，通过质心位移或角度阈值的方式难以准确捕获相位变换时刻。基于黑箱模型的识别方法虽然可以提高识别准确率，但缺乏生物力学层面的机理解释，难以预料识别结果。本文根据人体起立运动遵循的动态平衡规律，借鉴一种考虑起立运动速度的质心轨迹非线性处理手段，即外推质心，将质心轨迹直角坐标平面变换到动态平衡基准平面，降低特征数据对人体运动速度的依赖程度，提高起立意图判断准确性。本文分别使用支持向量机和神经网络对所提方法进行验证，与传统数据处理手段进行对比。结果显示，模型预测准确率均有提升。支持向量机预测准确率由73.3%～74.1%提升到79.9%，起立时刻与预测时刻的时间偏差从96ms～101ms降低到70ms。神经网络的预测准确率从81.2%提升到86.2%，时间偏差从87ms降低到59ms。

• 单位
  自动化学院; 苏州科技大学; 武汉理工大学