步行器測(cè)力系統(tǒng)多傳感器信息融合技術(shù)研究.pdf

1、下肢殘疾是一個(gè)龐大的群體，其康復(fù)訓(xùn)練的監(jiān)控和效果評(píng)估對(duì)患者具有重要意義，也是殘疾人康復(fù)工程中尚未解決的難點(diǎn)問(wèn)題。本文采用近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的多傳感器信息融合新技術(shù)研究提取上肢力信息（柄反作用矢量HRV）的方法，并嘗試用于康復(fù)訓(xùn)練監(jiān)測(cè)和效果評(píng)估，以探索解決上述難點(diǎn)的新途徑。 為了有效提取上肢力信息，本文主要做了如下工作： 1.結(jié)合步行器實(shí)際使用情況，對(duì)步行器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了受載測(cè)試，運(yùn)用有限元分析方法，從理論上對(duì)不同比例作用力情

2、況下和施力作用點(diǎn)在一定范圍移動(dòng)情況下步行器形變和彎矩相對(duì)輸出分布進(jìn)行了分析。其結(jié)果為下一步步行器測(cè)力系統(tǒng)多傳感器位置的選擇提供了良好的理論依據(jù)，確保多傳感器融合的有效進(jìn)行。 2.采用間接方法測(cè)量上肢力，并從理論上系統(tǒng)地論證了其可行性。該方法有效地避免了直接測(cè)量對(duì)步行器使用者的心理干擾與恐懼，從而保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠獲取。 3.建立了基于柄反作用矢量（HRV）的步行器間接測(cè)力系統(tǒng)，可通過(guò)步行架上的12套應(yīng)變片電橋有效地

3、提取上肢力信息，并依據(jù)冗余-優(yōu)化算法原理進(jìn)行系統(tǒng)的靜態(tài)線性標(biāo)定。 4.采用多傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合方法提取、處理和標(biāo)定上肢力信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的線性方法相比，多傳感器信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合方法的單向力精度誤差最大為7.78％，低于線性方法的8.45％；數(shù)據(jù)融合的交叉干擾最大為7.49％，也遠(yuǎn)小于線性方法的19.96％。即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合與標(biāo)定法可有效地提高受載力的測(cè)量精度并減小交叉干擾，可望為康復(fù)訓(xùn)練的監(jiān)控和效果評(píng)