基于势场的智能助行器人机共享预测控制OA
现有助行器导航算法多侧重于被动避障,难以在保障安全的同时满足主动康复训练的需求。针对这一矛盾,本文提出了一种基于人机动态权重的康复引导势场法。该方法通过解析用户期望速度与即时运动输入,实现了意图权重的自适应调节,从而在共享控制框架中平衡用户主导性与机器辅助性。与仅将势场用于避障的传统方法不同,本方法创新性地将势场构造为康复训练的引导工具:吸引势场依据患者运动能力动态调节目标引导强度,排斥势场在保证安全的前提下为患者留出探索空间。最终在设计的模型预测控制(MPC)的平滑项与预测项的作用下通过滚动优化,生成既安全又可跟随的个性化参考轨迹,从而兼顾即时安全与长期康复训练。Matlab仿真结果表明,该方法成功率高达97.4%,并且在转向与避障过程中显著提升路径平滑性。真实场景测试进一步验证了该控制策略在典型康复场景下的可行性与有效性,展现了其临床应用潜力。
王甜;王亚刚;赵丹丹;陈政澳;喻洪流;孟巧玲
上海理工大学光电与计算机工程学院,上海200093 上海辅助设备工程研究中心,上海200093上海理工大学光电与计算机工程学院,上海200093 上海辅助设备工程研究中心,上海200093上海理工大学光电与计算机工程学院,上海200093 上海辅助设备工程研究中心,上海200093上海理工大学光电与计算机工程学院,上海200093 上海辅助设备工程研究中心,上海200093上海辅助设备工程研究中心,上海200093 上海理工大学康复工程与技术研究所,上海200093 民政部神经功能与康复工程重点实验室,上海200093上海辅助设备工程研究中心,上海200093 上海理工大学康复工程与技术研究所,上海200093 民政部神经功能与康复工程重点实验室,上海200093
信息技术与安全科学
智能助行器权重调节人机交互动态人工势场法康复机器人
《信息与控制》 2026 (3)
P.573-584,12
国家重点研发计划项目(2020YFC2007502)。
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