技術(shù)領(lǐng)域

至少一個(gè)示例實(shí)施例涉及扭矩計(jì)算方法。例如，涉及計(jì)算步行輔助裝置的扭矩的方法。

背景技術(shù)：

隨著快速老齡化社會(huì)的來(lái)臨，許多人可能正由于關(guān)節(jié)問(wèn)題而經(jīng)受不便和/或疼痛。因此，對(duì)于能夠使具有關(guān)節(jié)問(wèn)題的老年人和/或患者步行更輕松的步行輔助裝置的興趣日益增長(zhǎng)。此外，用于加強(qiáng)人體的肌肉力量的步行輔助裝置可用于軍事目的。

通常，步行輔助裝置可包括置于用戶軀干上的身體框架、結(jié)合到身體框架下側(cè)以覆蓋用戶骨盆的骨盆框架(pelvic frame)、置于用戶大腿上的股骨框架(femoral frame)、置于用戶小腿上的小腿肚框架(sural frames)和/或置于用戶腳上的足框架(pedal frame)。骨盆框架和股骨框架可通過(guò)髖關(guān)節(jié)部可旋轉(zhuǎn)地連接，股骨框架和小腿肚框架可通過(guò)膝關(guān)節(jié)部可旋轉(zhuǎn)地連接，和/或小腿肚框架和足框架可通過(guò)踝關(guān)節(jié)部可旋轉(zhuǎn)地連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一些示例實(shí)施例涉及計(jì)算步行輔助裝置的輸出扭矩的方法。

在一些示例實(shí)施例中，所述方法可包括：基于關(guān)節(jié)角確定步態(tài)周期；基于所述關(guān)節(jié)角確定針對(duì)預(yù)定的步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的步態(tài)參數(shù)；基于所述步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，確定所述步態(tài)周期的步驟包括：基于所述關(guān)節(jié)角計(jì)算步態(tài)頻率；基于步態(tài)頻率確定所述步態(tài)周期。

在一些示例實(shí)施例中，確定步態(tài)參數(shù)的步驟包括：基于所述步態(tài)狀態(tài)中的先前步態(tài)狀態(tài)和所述關(guān)節(jié)角，確定所示步態(tài)狀態(tài)中的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)；基于所述步態(tài)狀態(tài)中的先前步態(tài)狀態(tài)和所述步態(tài)狀態(tài)中的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)，確定是否發(fā)生所述步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換；響應(yīng)于確定發(fā)生轉(zhuǎn)換，確定步態(tài)參數(shù)。

在一些示例實(shí)施例中，確定步態(tài)參數(shù)的步驟還包括：確定第二步態(tài)周期作為步態(tài)參數(shù)；計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：基于所述步態(tài)周期和第二步態(tài)周期計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，確定第二步態(tài)周期的步驟包括：將針對(duì)所述步態(tài)狀態(tài)中的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)預(yù)設(shè)的值定義為第二步態(tài)周期的值。

在一些示例實(shí)施例中，確定步態(tài)參數(shù)的步驟包括：計(jì)算第二步態(tài)頻率作為步態(tài)參數(shù)，計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：基于所述步態(tài)周期和第二步態(tài)頻率計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算第二步態(tài)頻率的步驟包括：基于轉(zhuǎn)換的時(shí)間段計(jì)算第二步態(tài)頻率。

在一些示例實(shí)施例中，確定所述步態(tài)狀態(tài)的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)的步驟包括：確定針對(duì)關(guān)節(jié)角的所述步態(tài)狀態(tài)中與所述關(guān)節(jié)角相應(yīng)的步態(tài)狀態(tài)作為所述步態(tài)狀態(tài)中的當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：確定步態(tài)周期與步態(tài)參數(shù)之間的差是否大于或等于閾值；響應(yīng)于確定所述差大于或等于閾值，基于步態(tài)參數(shù)計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：確定所述步態(tài)周期與步態(tài)參數(shù)之間的差是否大于或等于閾值；如果所述差小于閾值，則基于所述步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：確定是否滿足一條件；如果滿足所述一條件，則基于步態(tài)參數(shù)計(jì)算輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，所述一條件是初始階段步行條件。

在一些示例實(shí)施例中，當(dāng)當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)被確定為是所述步態(tài)狀態(tài)中的次數(shù)小于設(shè)置次數(shù)的一個(gè)步態(tài)狀態(tài)的時(shí)，滿足初始階段步行條件。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算輸出扭矩的步驟包括：基于所述步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)確定最終步態(tài)周期；計(jì)算與最終步態(tài)周期相應(yīng)的輸出扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)角是髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)之一的角 度。

在一些示例實(shí)施例中，確定所述步態(tài)周期的步驟包括：使用特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)確定步態(tài)周期。

在一些示例實(shí)施例中，確定步態(tài)參數(shù)的步驟包括：基于有限狀態(tài)機(jī)(FSM)確定步態(tài)參數(shù)。

一些示例實(shí)施例涉及扭矩計(jì)算設(shè)備。

在一些示例實(shí)施例中，所述設(shè)備包括：接收器，被配置為接收關(guān)節(jié)角的測(cè)量；處理器，被配置為：基于所述關(guān)節(jié)角確定針對(duì)預(yù)定的步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的步態(tài)參數(shù)，基于所述關(guān)節(jié)角確定步態(tài)周期，基于所述步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)確定輸出扭矩。

一些示例實(shí)施例涉及扭矩計(jì)算方法。

在一些示例實(shí)施例中，所述方法包括：基于測(cè)量的關(guān)節(jié)角獲得第一步態(tài)周期；基于所述關(guān)節(jié)角獲得針對(duì)預(yù)定的步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的第二步態(tài)周期；當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，基于第一步態(tài)周期和第二步態(tài)周期計(jì)算最終步態(tài)周期；計(jì)算與最終步態(tài)周期相應(yīng)的扭矩。

一些示例實(shí)施例涉及計(jì)算應(yīng)用于步行輔助裝置的扭矩的方法。

在一些示例實(shí)施例中，所述方法包括：基于與用戶的關(guān)節(jié)關(guān)聯(lián)的關(guān)節(jié)角，在用戶的步態(tài)周期內(nèi)確定當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)；基于當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)計(jì)算扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，計(jì)算扭矩的步驟包括：使用特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)和有限狀態(tài)機(jī)(FSM)計(jì)算扭矩。

在一些示例實(shí)施例中，所述方法還包括：使用PSAO基于與用戶的關(guān)節(jié)關(guān)聯(lián)的關(guān)節(jié)角的軌跡確定當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

在一些示例實(shí)施例中，如果PSAO的振蕩器具有與步態(tài)頻率相應(yīng)的基礎(chǔ)頻率，將所述振蕩器的相位設(shè)置為當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

在一些示例實(shí)施例中，所述方法還包括：如果步態(tài)周期的完成次數(shù)小于閾值次數(shù)，則通過(guò)覆蓋PSAO來(lái)將FSM的相位設(shè)置為當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

示例實(shí)施例的另外的方面將在下面描述中部分進(jìn)行闡述，部分從該描述將是清楚的，或者可以通過(guò)本實(shí)施例的實(shí)踐獲知。

附圖說(shuō)明

從以下結(jié)合附圖對(duì)示例實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其它方面將變得明 顯和更容易理解，其中：

圖1和圖2示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步行輔助裝置；

圖3是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步行輔助裝置的框圖；

圖4是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算輔助扭矩的方法的流程圖；

圖5是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算輸出扭矩的方法的流程圖；

圖6是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得步態(tài)周期的方法的流程圖；

圖7示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的由特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)獲得的步態(tài)周期；

圖8示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)步態(tài)周期的髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角的參考軌跡；

圖9示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)步態(tài)周期設(shè)置的輔助扭矩；

圖10示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的髖關(guān)節(jié)的測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡；

圖11示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)時(shí)間的步態(tài)周期；

圖12是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得步態(tài)參數(shù)的方法的流程圖；

圖13示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步態(tài)狀態(tài)；

圖14示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換；

圖15是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得第二步態(tài)周期和第二步態(tài)頻率的方法的流程圖；

圖16是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖；

圖17是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖；

圖18是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖；

圖19示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的最終獲得的步態(tài)周期的結(jié)果；

圖20至圖22示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步態(tài)輔助裝置。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖詳細(xì)描述一些示例實(shí)施例。關(guān)于向附圖中元件分配的參考標(biāo)號(hào)，應(yīng)注意的是，在任何可能的情況下，即使相同的元件被示出在不同的附圖中，相同元件也將由相同的參考標(biāo)號(hào)表示。此外，在實(shí)施例的描述中，當(dāng)認(rèn)為公知相關(guān)結(jié)構(gòu)或功能的詳細(xì)描述將導(dǎo)致本公開的解釋模糊時(shí)，將省略公知相關(guān)結(jié)構(gòu)或功能的詳細(xì)描述。

然而，應(yīng)理解，不意在將本公開限制到所公開的具體示例實(shí)施例。相反 地，示例實(shí)施例將涵蓋落入示例實(shí)施例的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。貫穿附圖的描述，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。

此外，這里可使用諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述組件。這些術(shù)語(yǔ)中的每個(gè)術(shù)語(yǔ)不用于限定相應(yīng)組件的本質(zhì)、順序或序列，而僅用于將相應(yīng)組件與其它組件進(jìn)行區(qū)分。應(yīng)該注意，如果在說(shuō)明書描述了一個(gè)組件“連接”、“結(jié)合”或“接合”至另一組件，則盡管第一組件可直接地連接、結(jié)合或接合至第二組件，但第三組件可“連接”、“結(jié)合”或“接合”在第一組件和第二組件之間。

在此使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述具體示例實(shí)施例的目的，不意在限制。如在此使用的，除非上下文另外明確地指示，否則單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，當(dāng)在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”指定存在所敘述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

為了便于描述，可在這里使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)(例如“在…之下”、“在…下方”、“下面的”、“在…下”、“在…之上”、“上面的”等)，以描述在附圖中示出的一個(gè)元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。將理解，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)意在包含除了在附圖中描述的方位之外的使用或操作中的裝置的不同方位。例如，如果在附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件其后將位于所述其它元件或特征之上。因此，示例術(shù)語(yǔ)“在…下方”和“下面的”可包括上面和下面兩種方位。裝置可被不同地定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其它方位)，并且相應(yīng)地解釋在這里使用的有關(guān)空間的描述符。此外，當(dāng)元件被稱為位于兩個(gè)元件“之間”時(shí)，元件可以是兩個(gè)元件之間的一個(gè)元件，或者可存在一個(gè)或多個(gè)其它中間元件。

當(dāng)元件被稱為在另一元件“之上”、“連接到”、“結(jié)合到”或“相鄰于”另一元件時(shí)，該元件可能直接在所述另一元件之上、連接、結(jié)合到或相鄰于另一元件，或者可能存在一個(gè)或多個(gè)其它中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接”在另一元件“之上”、“直接連接”“直接結(jié)合到”或“直接相鄰于”另一元件時(shí)，不存在中間元件。

還應(yīng)注意，在一些選擇性的實(shí)施例中，示出的功能/動(dòng)作可不按附圖中示出的順序發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)圖上可基本上同時(shí)執(zhí)行或有時(shí)可以以相反的順序執(zhí)行，這取決于所包含的功能/動(dòng)作。

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述各種示例實(shí)施例，在附圖中示出一些示例實(shí)施例。在附圖中，為了清楚起見，夸大層和區(qū)域的厚度。

可參照操作的動(dòng)作和符號(hào)表示描述示例實(shí)施例(例如，以流向圖、流程圖、數(shù)據(jù)流圖、結(jié)構(gòu)圖、框圖等的形式)，操作可結(jié)合以下更詳細(xì)討論的單元和/或裝置被實(shí)施。雖然以特定方式討論，但是在特定框圖中指定的功能或操作可與流向圖、流程圖等指定的順序不同地被執(zhí)行。例如，被示出為在兩個(gè)連續(xù)框圖中順序執(zhí)行的功能或操作實(shí)際上可同時(shí)被執(zhí)行，或者在一些情況下以相反的順序被執(zhí)行。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例的單元和/或裝置可使用硬件、軟件和/或它們的組合被實(shí)施。例如，可使用處理電路(例如，但不限于，處理器、中央處理器(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、片上系統(tǒng)(SoC)、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式響應(yīng)指令并執(zhí)行指令的任何其它裝置)來(lái)實(shí)施硬件裝置。

軟件可包括用于獨(dú)立地或共同地命令或配置硬件裝置以按照需要進(jìn)行操作的計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。計(jì)算機(jī)程序和/或程序代碼可包括可由一個(gè)或多個(gè)硬件裝置(例如，上述一個(gè)或多個(gè)硬件裝置)實(shí)施的程序或計(jì)算機(jī)可讀指令、軟件組件、軟件模塊、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。程序代碼的示例包括由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼和使用解釋器執(zhí)行的更高級(jí)程序代碼。

例如，當(dāng)硬件裝置是計(jì)算機(jī)處理裝置(例如，處理器、中央處理器(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、微處理器等)時(shí)，計(jì)算機(jī)處理裝置可被配置為通過(guò)根據(jù)程序代碼執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來(lái)執(zhí)行程序代碼。一旦程序代碼被存入計(jì)算機(jī)處理裝置，則計(jì)算機(jī)處理裝置可被編程為執(zhí)行程序代碼，從而將計(jì)算機(jī)處理裝置轉(zhuǎn)換為專用計(jì)算機(jī)處理裝置。在更具體的示例中，當(dāng)程序代碼被存入處理器時(shí)，處理器開始被編程為執(zhí)行程序代碼和與程序代碼相應(yīng)的操作，從而將處理器轉(zhuǎn)換為專用處理器。

軟件和/或數(shù)據(jù)可以以能夠向硬件裝置提供指令或數(shù)據(jù)或者能夠被硬件裝置解釋的機(jī)器、組件、物理或虛擬設(shè)備或者計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)或裝置中的任何類型被永久或暫時(shí)地實(shí)施。軟件還可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，從 而軟件以分散方式被存儲(chǔ)和執(zhí)行。具體地講，例如，軟件和數(shù)據(jù)可由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)(包括在此討論的有形或非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))存儲(chǔ)。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例，為了增加描述的清楚性，計(jì)算機(jī)處理裝置可被描述為執(zhí)行各種操作和/或功能的各種功能單元。然而，計(jì)算機(jī)處理裝置不意在被限制為這些功能單元。例如，在一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例中，功能單元的各種操作和/或功能可由功能單元中的其它功能單元執(zhí)行。此外，計(jì)算機(jī)處理裝置可在不將計(jì)算機(jī)處理單元的操作和/或功能細(xì)分到這些各種功能單元的情況下，執(zhí)行各種功能單元的操作和/或功能。

根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例的單元和/或裝置還可包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置。所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置可以是有形或非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、永久性大容量存儲(chǔ)器(例如，磁盤驅(qū)動(dòng)器)、固態(tài)(例如，NAND閃存)裝置和/或能夠存儲(chǔ)并記錄數(shù)據(jù)的任何其它類似數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置可被配置為存儲(chǔ)用于一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)和/或用于實(shí)現(xiàn)在此描述的示例實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合還可使用驅(qū)動(dòng)裝置從單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被存入到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理裝置中。這樣的單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可包括串行通用總線(USB)閃存驅(qū)動(dòng)、記憶棒、藍(lán)光/DVD/CD-ROM驅(qū)動(dòng)、存儲(chǔ)卡和/或其它類似的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口(而非經(jīng)由本地計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置被存入到一個(gè)或多個(gè)存裝置和/或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)處理裝置中。此外，計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)被存入到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或一個(gè)或多個(gè)處理器中，遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)被配置為傳輸和/或分布計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可經(jīng)由有線接口、空中接口和/或任何其它類似介質(zhì)傳輸和/或分布計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。

一個(gè)或多個(gè)硬件裝置、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或一些它們的一些組合可針對(duì)示例實(shí)施例的目的被專門設(shè)計(jì)并構(gòu)建，或者它們可以是針對(duì)示例實(shí)施例的目的被改變和/或修改的已知裝置。

硬件裝置(例如，計(jì)算機(jī)處理裝置)可運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)以及一個(gè)或多個(gè)在OS上運(yùn)行的軟件應(yīng)用。計(jì)算機(jī)處理裝置還可響應(yīng)于軟件的運(yùn)行而訪問(wèn)、存儲(chǔ)、操作、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡(jiǎn)單起見，一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例可列舉一個(gè)計(jì)算機(jī)處理裝置；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，硬件裝置可包括多個(gè)處理元件以及多種類型的處理元件。例如，硬件裝置可包括多個(gè)處理器或一個(gè)處理器和一個(gè)控制器。此外，其它的處理配置是可行的，例如，并行處理器。

<步行輔助裝置的概況>

圖1和圖2示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步行輔助裝置。

參照?qǐng)D1，步行輔助裝置100附著于用戶以諸如輔助用戶的步行。步行輔助裝置100可以是可穿戴裝置。

雖然圖1示出髖型步行輔助裝置，但步行輔助裝置的類型不限于此。步行輔助裝置可適用于支撐整個(gè)下肢的步行輔助裝置、支撐部分下肢的步行輔助裝置。支撐部分下肢的步行輔助裝置可適用于一直到膝蓋的支撐的步行輔助裝置和一直到腳踝的支撐的步行輔助裝置。

此外，在其它示例實(shí)施例中(如參照?qǐng)D20至圖22詳細(xì)討論的)步行輔助裝置可支撐用戶的全身。

參照?qǐng)D1等描述的示例實(shí)施例可適用于髖型步行輔助裝置，但不限于此。示例實(shí)施例可適用于輔助用戶步行的所有裝置。例如，示例實(shí)施例可適用于參照?qǐng)D20至圖22描述的全身型步行輔助裝置。

步行輔助裝置100包括驅(qū)動(dòng)部110、傳感器部120、慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器130和控制器140。

驅(qū)動(dòng)部110可驅(qū)動(dòng)用戶的髖關(guān)節(jié)。例如，驅(qū)動(dòng)部110可置于用戶的右髖關(guān)節(jié)部和/或左髖關(guān)節(jié)部。

驅(qū)動(dòng)部110可包括被配置為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩的電機(jī)。例如，驅(qū)動(dòng)部110可包括兩個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)置于用戶的髖部的相應(yīng)一處。

傳感器部120可在用戶步行時(shí)測(cè)量用戶的髖關(guān)節(jié)角。由傳感器部120感測(cè)的關(guān)于髖關(guān)節(jié)角的信息可包括右髖關(guān)節(jié)角、左髖關(guān)節(jié)角、右髖關(guān)節(jié)角與左髖關(guān)節(jié)角之差和/或兩個(gè)髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向。例如，傳感器部120可置于驅(qū)動(dòng)部110中。

傳感器部120可包括電位計(jì)。電位計(jì)可針對(duì)用戶的步態(tài)運(yùn)動(dòng)而感測(cè)R軸關(guān)節(jié)角、L軸關(guān)節(jié)角、R軸關(guān)節(jié)角速度和/或L軸關(guān)節(jié)角速度。

IMU傳感器130可在用戶步行時(shí)測(cè)量加速度信息和姿勢(shì)信息。例如，IMU傳感器130可針對(duì)用戶的步態(tài)運(yùn)動(dòng)而感測(cè)X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度、X軸角速度、Y軸角速度和Z軸角速度。

步態(tài)輔助裝置100可基于由IMU傳感器130測(cè)量的加速度信息檢測(cè)用戶的腳著地的點(diǎn)。

壓力傳感器(未示出)可置于用戶的鞋底(sole)，以檢測(cè)用戶腳的著地點(diǎn)。

除傳感器部120和IMU傳感器130之外，步行輔助裝置100可包括另一傳感器，例如，被配置為針對(duì)步態(tài)運(yùn)動(dòng)而感測(cè)用戶的運(yùn)動(dòng)量或生物信號(hào)的改變的肌電圖(EMG)傳感器。

控制器140可控制驅(qū)動(dòng)部110以輸出扭矩、輔助力和/或輔助扭矩，以輔助用戶的步行。例如，在髖型步行輔助裝置100中，可提供兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部110，具體地，左髖驅(qū)動(dòng)部和右髖驅(qū)動(dòng)部?？刂破?40可輸出控制信號(hào)，以控制驅(qū)動(dòng)部110來(lái)產(chǎn)生扭矩。在一些示例實(shí)施例中，控制器140可將不同的控制信號(hào)輸出到每個(gè)驅(qū)動(dòng)部110。

驅(qū)動(dòng)部110可基于從控制器140輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生扭矩。

可由外部裝置設(shè)置扭矩，或可由控制器140設(shè)置扭矩。

步行輔助裝置100可包括右腿驅(qū)動(dòng)部110和左腿驅(qū)動(dòng)部110。

在一個(gè)示例中，控制器140可被設(shè)計(jì)為控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)部110中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)部110。當(dāng)控制器140控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)部110中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)部110時(shí)，可提供多個(gè)控制器140，以使每個(gè)控制器140控制各自的驅(qū)動(dòng)部110。

在另一示例中，控制器140可被設(shè)計(jì)為控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部110。

圖3是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步行輔助裝置的框圖。

參照?qǐng)D3，步行輔助裝置300包括控制器310、傳感器320和驅(qū)動(dòng)部330。

步行輔助裝置300可與步行輔助裝置100相應(yīng)。例如，在一些示例實(shí)施例中，控制器310與控制器140相應(yīng)，傳感器320與傳感器部120相應(yīng)，驅(qū)動(dòng)部320與驅(qū)動(dòng)部110相應(yīng)。

控制器310包括通信器311、處理器312和存儲(chǔ)器313?？刂破?10可被稱為扭矩計(jì)算設(shè)備。

通信器311可與傳感器320交換數(shù)據(jù)，并與其它裝置通信。通信器311可包括發(fā)送器和/或接收器。發(fā)送器可包括硬件和發(fā)送信號(hào)(例如，包括數(shù)據(jù)信號(hào)和/或控制信號(hào))所需的任何軟件。接收器可包括硬件和接收信號(hào)(例如，包括數(shù)據(jù)信號(hào)和/或控制信號(hào))所需的任何軟件。

處理器312可處理由通信器311接收的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器313中的數(shù)據(jù)。處理器312可由置于印刷電路板上的至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片而實(shí)施。處理器312可以是算數(shù)邏輯單元、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式響應(yīng)指令并執(zhí)行指令以使處理器312使用將處理器312配置為用于執(zhí)行圖5所示的操作的專用計(jì)算機(jī)的指令被編程以利用特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)和有限狀態(tài)機(jī)(FSM)兩者來(lái)計(jì)算輔助扭矩的任何其它裝置。因此，處理器312可通過(guò)使用PSAO減小(或者，可選地，最小化)測(cè)量的關(guān)節(jié)角的誤差，并減小當(dāng)步態(tài)狀態(tài)快速改變時(shí)用于獲得步態(tài)頻率的時(shí)間量，來(lái)改善控制器140本身的功能。

存儲(chǔ)器313可存儲(chǔ)由通信器311接收的數(shù)據(jù)和由處理器312處理的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器313可以是非易失性存儲(chǔ)器、易失性存儲(chǔ)器、硬盤、光盤和兩個(gè)或更多個(gè)上述裝置的組合。存儲(chǔ)器可以是非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是分布式網(wǎng)絡(luò)，從而程序指令以分布式被存儲(chǔ)或執(zhí)行。非易失性存儲(chǔ)器可以是只存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或閃存。易失性存儲(chǔ)器可以是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。

將參照?qǐng)D4至圖19詳細(xì)描述控制器310、傳感器320和驅(qū)動(dòng)部330。

<計(jì)算步行輔助裝置的輔助扭矩的方法>

圖4是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算輔助扭矩的方法的流程圖。

圖3的步行輔助裝置300可在用戶步行時(shí)向用戶提供(或者，可選地，連續(xù)提供)與步態(tài)狀態(tài)相應(yīng)的輔助扭矩。

步行輔助裝置300可基于用戶的關(guān)節(jié)角計(jì)算輔助扭矩。關(guān)節(jié)包括髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和/或踝關(guān)節(jié)。

參照?qǐng)D4，在操作410，步行輔助裝置300可測(cè)量或感測(cè)用戶的關(guān)節(jié)角。例如，步行輔助裝置300的關(guān)節(jié)角傳感器可測(cè)量關(guān)節(jié)角。圖3的傳感器320可包括關(guān)節(jié)角傳感器。在一些示例實(shí)施例中，關(guān)節(jié)角傳感器可附著在用戶的 關(guān)節(jié)周圍。在另一示例中，關(guān)節(jié)角傳感器可通過(guò)測(cè)量支撐關(guān)節(jié)的鄰近區(qū)域的兩個(gè)支撐件的角度來(lái)測(cè)量關(guān)節(jié)角。

在操作420，步行輔助裝置300可通過(guò)特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)來(lái)估計(jì)第一步態(tài)周期。

在操作430，步行輔助裝置300可通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)(FSM)來(lái)估計(jì)第二步態(tài)周期。

在一些實(shí)施例中，在操作420，步行輔助裝置300可基于第一步態(tài)周期和第二步態(tài)周期估計(jì)最終步態(tài)周期。

在其它示例實(shí)施例中，在操作420，步行輔助裝置300可基于第二步態(tài)周期估計(jì)第一步態(tài)周期，從而步行輔助裝置300在執(zhí)行操作420之前在操作430計(jì)算第二步態(tài)周期。因此，第一步態(tài)周期可以是最終步態(tài)周期。

在操作440，步行輔助裝置300可針對(duì)最終步態(tài)周期計(jì)算輔助扭矩。

計(jì)算的輔助扭矩可被傳輸?shù)津?qū)動(dòng)部330。驅(qū)動(dòng)部330可通過(guò)對(duì)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生輔助扭矩。

將參照?qǐng)D5至圖19詳細(xì)描述使用特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)和有限狀態(tài)機(jī)(FSM)來(lái)計(jì)算或獲得輸出扭矩的方法。

<使用PSAO和/或FSM計(jì)算輸出扭矩的方法>

圖5是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算輸出扭矩的方法的流程圖。

參照?qǐng)D5，在操作510，圖3的傳感器320可測(cè)量關(guān)節(jié)角。例如，傳感器320可測(cè)量用戶的髖關(guān)節(jié)角。傳感器320可基于期望的(或者，可選地，預(yù)定的)時(shí)間段測(cè)量關(guān)節(jié)角。

在操作520，通信器311從傳感器320接收測(cè)量的關(guān)節(jié)角，并發(fā)送測(cè)量的關(guān)節(jié)角。傳感器320和通信器311可使用無(wú)線局域網(wǎng)來(lái)交換數(shù)據(jù)。

由于關(guān)節(jié)角是基于期望的(或者，可選地，預(yù)定的)時(shí)間段測(cè)量的，因此測(cè)量的關(guān)節(jié)角可產(chǎn)生與時(shí)間軸相應(yīng)的軌跡。

在操作530，圖3的處理器312基于關(guān)節(jié)角確定步態(tài)周期。例如，處理器312可基于針對(duì)關(guān)節(jié)角的軌跡確定步態(tài)周期。

處理器312可使用特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)連續(xù)確定步態(tài)周期。例如，處理器312可基于預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)角的軌跡確定當(dāng)前步態(tài)周期。將參照?qǐng)D8詳細(xì)描述預(yù)設(shè)關(guān)節(jié)角的軌跡。

使用PSAO獲得的步態(tài)周期可以是第一步態(tài)周期。

在一些示例實(shí)施例中，控制器130可包括單個(gè)處理器312，從而操作530和操作540可由同一處理器312執(zhí)行。

在其它示例實(shí)施例中，圖3的控制器310可包括多個(gè)處理器，從而操作530和操作540可由多個(gè)的處理器312中的不同處理器執(zhí)行。

雖然在以下描述中由相同的處理器執(zhí)行操作530和操作540，但是可由單獨(dú)的處理器執(zhí)行操作530和操作540。

在操作540，處理器312可使用有限狀態(tài)機(jī)(FSM)獲得步態(tài)參數(shù)。例如，處理器312可基于關(guān)節(jié)角獲得針對(duì)包括在FSM中的期望的(或者，可選地，預(yù)定的)數(shù)量的步態(tài)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的步態(tài)參數(shù)。將參照?qǐng)D12至圖14詳細(xì)描述所述數(shù)量的步態(tài)狀態(tài)中的轉(zhuǎn)換。

步態(tài)參數(shù)可包括使用FSM測(cè)量的第二步態(tài)頻率和第二步態(tài)周期。將參照?qǐng)D15詳細(xì)描述使用FSM測(cè)量的第二步態(tài)頻率和第二步態(tài)周期。

在一些示例實(shí)施例中，處理器312可并行執(zhí)行操作530和操作540，以使處理器312并行確定基于PSAO的步態(tài)周期和基于FSM的步態(tài)參數(shù)。

在其它示例實(shí)施例中，處理器312可在操作540中確定步態(tài)參數(shù)，在操作530中可使用步態(tài)參數(shù)作為參考值來(lái)通過(guò)PSAO確定步態(tài)周期。

在操作550，處理器312可基于步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)計(jì)算或獲得輸出扭矩。

例如，在一些示例實(shí)施例中，處理器312可基于第一步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)(例如，第二步態(tài)周期)確定最終步態(tài)周期。處理器312可計(jì)算與最終步態(tài)周期相應(yīng)的輸出扭矩。

在其它示例實(shí)施例中，當(dāng)步態(tài)參數(shù)被用作用于通過(guò)PSAO確定步態(tài)周期的參考值時(shí)，處理器312可計(jì)算與第一步態(tài)周期相應(yīng)的輸出扭矩。

將參照?qǐng)D16至圖18詳細(xì)描述計(jì)算輸出扭矩的方法。

在操作560，處理器312可設(shè)置針對(duì)計(jì)算的圖3的驅(qū)動(dòng)部330中的輸出扭矩的信號(hào)。例如，處理器312可通過(guò)經(jīng)由通信器311將針對(duì)輸出扭矩的信號(hào)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)部330來(lái)設(shè)置驅(qū)動(dòng)部330中的輸出扭矩。

驅(qū)動(dòng)部330可基于所述信號(hào)使用電機(jī)來(lái)產(chǎn)生扭矩。

圖6是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得步態(tài)周期的方法的流程圖。

特定形狀自適應(yīng)振蕩器(PSAO)可以是接收測(cè)量的關(guān)節(jié)角作為輸入并輸 出步態(tài)周期的信號(hào)處理模塊。

圖3的處理器312可包括軟件，當(dāng)軟件被執(zhí)行時(shí)，將處理器312配置為PSAO模塊。在以下描述中，PSAO的描述可以被解釋為處理器312的描述。

圖5的操作530可包括操作610和操作620。

參照?qǐng)D6至圖8，在操作610，處理器312可計(jì)算步態(tài)頻率。

如圖8所示，存儲(chǔ)在PSAO中的關(guān)節(jié)角的參考軌跡(以下，簡(jiǎn)稱為參考軌跡)可以是針對(duì)步態(tài)周期的關(guān)節(jié)角的參考軌跡。

步態(tài)周期可以是從第一條腿接觸地面的時(shí)刻到第一條腿再次接觸地面的時(shí)刻的單個(gè)時(shí)間段。

如圖7所示，步態(tài)周期可被定義為在單個(gè)時(shí)間段期間線性增加的變量。雖然圖7示出兩條腿中的僅一條腿的軌跡，但是相同的描述可適用于另一條腿的軌跡。

例如，在步態(tài)周期中，0％可指示在執(zhí)行擺動(dòng)之后腿接觸地面的狀態(tài)，0％與60％之間的范圍可指示腿支撐身體站立的狀態(tài)，60％與100％之間的范圍可指示腿執(zhí)行擺動(dòng)的狀態(tài)，100％可指示腿在執(zhí)行擺動(dòng)之后剛剛接觸地面之前的狀態(tài)。

PSAO可包括多個(gè)振蕩器，每個(gè)振蕩器可具有偏移、基礎(chǔ)頻率或從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率。多個(gè)振蕩器可具有各自的相位和振幅。從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率可以是基礎(chǔ)頻率的整數(shù)倍頻率。

具體地講，PSAO可通過(guò)將參考軌跡、相位和振幅應(yīng)用于多個(gè)振蕩器來(lái)獲得多個(gè)振蕩器的角度，其中，每個(gè)振蕩器具有基礎(chǔ)頻率和與基礎(chǔ)頻率的整數(shù)倍相應(yīng)的頻率。

PSAO可通過(guò)將從多個(gè)振蕩器獲得的角進(jìn)行重疊來(lái)產(chǎn)生重疊角。PSAO可通過(guò)按步態(tài)周期的順序組合產(chǎn)生的重疊角，來(lái)產(chǎn)生重疊角軌跡。PSAO可迭代地校正多個(gè)振蕩器中的每個(gè)振蕩器的基礎(chǔ)頻率、偏移、相位和振幅，以減小(或者，可選地，最小化)重疊角與測(cè)量的關(guān)節(jié)角之間的誤差。

通過(guò)迭代地執(zhí)行校正，重疊角軌跡可接近測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡。多個(gè)振蕩器中的每個(gè)振蕩器的基礎(chǔ)頻率、偏移和振幅可向期望的(或者，可選地，預(yù)定的)值收斂，以與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡相應(yīng)。

當(dāng)產(chǎn)生的重疊角軌跡與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡相應(yīng)時(shí)，PSAO的基礎(chǔ)頻率可與步態(tài)頻率相應(yīng)。具有基礎(chǔ)頻率的振蕩器的相位可與當(dāng)前步態(tài)相位相應(yīng)。

以下，將使用等式描述校正用于上述PSAO的多個(gè)振蕩器中的每個(gè)振蕩器的基礎(chǔ)頻率、偏移、相位和振幅以周期性地與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡相應(yīng)的方法和計(jì)算步態(tài)相位的方法。

[等式1]

處理器312可使用等式1計(jì)算重疊角。

在等式1中，i表示PSAO的多個(gè)振蕩器中的第i個(gè)振蕩器(i-th oscillator)，n表示測(cè)量和關(guān)節(jié)角的校正周期的索引，θ_p表示重疊角，α_o表示重疊角的偏移，α_i表示第i振蕩器的振幅，表示參考軌跡的函數(shù)，表示第i振蕩器的相位。

[等式2]

ε(n)＝θ_h(n)-θ_p(n)

處理器312可使用等式2來(lái)計(jì)算誤差值。誤差值可以是測(cè)量的關(guān)節(jié)角與使用等式1計(jì)算的重疊角之間的差值。

在等式2中，ε表示誤差值，θ_h表示測(cè)量的關(guān)節(jié)角。

[等式3]

處理器312可使用等式3來(lái)表示PSAO的振蕩器的關(guān)節(jié)角參考軌跡的變化。

[等式4]

處理器312可使用等式4來(lái)校正PSAO的多個(gè)振蕩器中具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率的振蕩器的振幅。

在等式4中，振蕩器的振幅校正量可通過(guò)將振幅校正增益、誤差值與通過(guò)將第i振蕩器的相位應(yīng)用于參考軌跡的函數(shù)而獲得的結(jié)果值相乘，并將相乘的結(jié)果值除以振蕩器的索引來(lái)計(jì)算。

在等式4中，當(dāng)前振幅校正值可通過(guò)將振幅校正量與校正迭代時(shí)間段T_s相乘，并將之前的振幅校正值與相乘的結(jié)果值相加來(lái)計(jì)算。

在等式4中，當(dāng)前振幅校正值可被限定為不小于“0”?？赏ㄟ^(guò)等式4減小測(cè)量的關(guān)節(jié)角與重疊角之間的誤差值。

在等式4中，k_α表示振幅校正增益，T_s表示關(guān)節(jié)角的測(cè)量和校正迭代時(shí)間段。采樣周期可在大約1毫秒(ms)到10毫秒的范圍內(nèi)。

[等式5]

處理器312可使用等式5來(lái)計(jì)算PSAO的多個(gè)振蕩器中具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率的振蕩器的相位。

第i振蕩器可具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率。相位增量可因?qū)⒄`差值與參考軌跡的變化相乘而獲得的值而改變。因此，測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡與重疊角軌跡之間的誤差值可降低。

為了校正相位，可通過(guò)將振蕩器的索引與PSAO的基礎(chǔ)頻率相乘來(lái)計(jì)算第一值，通過(guò)將相位校正增益、誤差與通過(guò)將振蕩器的相位應(yīng)用于針對(duì)參考軌跡的變化的函數(shù)而獲得的結(jié)果值相乘并將相乘的結(jié)果值除以多個(gè)振蕩器的振幅之和來(lái)計(jì)算第二值?？赏ㄟ^(guò)將第一值與第二值相加來(lái)計(jì)算第i振蕩器的相位校正值。通過(guò)將校正周期時(shí)間段與計(jì)算的校正值相乘并將在之前采樣時(shí)間校正的相位與相乘的結(jié)果值相加，可計(jì)算第i振蕩器的當(dāng)前校正相位。

在等式5中，表示相位校正增益，ω表示PSAO的基礎(chǔ)頻率。

[等式6]

處理器312可使用等式6來(lái)校正PSAO的基礎(chǔ)頻率。

在等式6中，可通過(guò)將頻率校正增益、誤差值與通過(guò)將第一振蕩器的相位應(yīng)用于針對(duì)參考軌跡的改變的函數(shù)而獲得的結(jié)果值相乘，并將相乘的結(jié)果值除以多個(gè)振蕩器的振幅之和來(lái)計(jì)算第三值。

在等式6中，可通過(guò)將通過(guò)將耦合頻率增益與通過(guò)將-1/2和由另一PSAO在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率與當(dāng)前PSAO的基礎(chǔ)頻率之間的差的平方相乘而獲得的值的自然指數(shù)值相乘而獲得的針對(duì)除等式6中計(jì)算的關(guān)節(jié)之外的所有關(guān)節(jié)的值，與在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率與基礎(chǔ)頻率之間 的差相加，來(lái)獲得第四值。

例如，當(dāng)前PSAO可測(cè)量右髖關(guān)節(jié)的角度軌跡的頻率，另一PSAO可測(cè)量左髖關(guān)節(jié)的角度軌跡的頻率。

等式6的第三值可以是用于校正基礎(chǔ)頻率以使PSAO的基礎(chǔ)頻率可與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡的頻率相應(yīng)的值。

通常，左關(guān)節(jié)角軌跡的估計(jì)頻率可與右關(guān)節(jié)角軌跡的估計(jì)頻率一致。然而，當(dāng)估計(jì)頻率不一致時(shí)，第四值可以是用于將基礎(chǔ)頻率校正為匹配不同頻率的值。

具體地，當(dāng)兩個(gè)頻率之間的差很大時(shí)，第四值的自然指數(shù)部分可向“0”收斂。因此，可阻礙兩個(gè)頻率之間的耦合。當(dāng)兩個(gè)頻率之間的差適當(dāng)時(shí)，第四值的自然指數(shù)部分可使兩個(gè)頻率彼此相同。

第三值與第四值之和可以是PSAO的基礎(chǔ)頻率的校正量。通過(guò)將第三值和第四值之和與校正時(shí)間段相乘，并將之前校正基礎(chǔ)頻率與相乘的結(jié)果值相加，可計(jì)算當(dāng)前校正基礎(chǔ)頻率。

在等式6中，k_ω表示頻率校正增益，k_c表示耦合頻率增益，ω_ext由另一PSAO在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率。

[等式7]

α₀(n+1)＝α₀(n)+T_sk₀ε

處理器312可使用等式7來(lái)校正PSAO的重疊角的偏移。

等式7可通過(guò)將PSAO的重疊角的偏移校正為與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的偏移相應(yīng)來(lái)減小由偏移造成的計(jì)算誤差。

在等式7中，k_o表示偏移校正增益。通過(guò)上述等式，PSAO可通過(guò)在步態(tài)持續(xù)時(shí)間期間將重疊角連續(xù)計(jì)算為與測(cè)量的關(guān)節(jié)角相應(yīng)，來(lái)匹配重疊角軌跡與計(jì)算的關(guān)節(jié)角軌跡。

處理器312可包括PSAO或PSAO模塊。例如，處理器312可包括針對(duì)左髖關(guān)節(jié)的PSAO和針對(duì)右髖關(guān)節(jié)的PSAO。

處理器312可使用等式1至等式7來(lái)計(jì)算步態(tài)頻率。

在操作620，處理器312可基于步態(tài)頻率獲得步態(tài)周期。

處理器312可使用相位補(bǔ)償自適應(yīng)振蕩器(PCAO)獲得步態(tài)周期。

在一個(gè)示例中，PCAO可以是接收測(cè)量的關(guān)節(jié)角作為輸入并輸出當(dāng)前步態(tài)周期的單個(gè)處理模塊。

在另一示例中，PCAO可以是PSAO的下級(jí)概念，并可使用正弦波替代PSAO的參考軌跡。

處理器312可包括軟件，當(dāng)由處理器312執(zhí)行軟件時(shí)，將處理器312配置為PCAO模塊。在以下描述中，PCAO的描述可被解釋為處理器312的描述。

PCAO可包括第一自適應(yīng)振蕩器AO-1、第二自適應(yīng)振蕩器AO-2和步態(tài)周期計(jì)算器。

第一自適應(yīng)振蕩器AO-1可接收測(cè)量的關(guān)節(jié)角作為輸入，并通過(guò)將具有基礎(chǔ)頻率和從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率的三角函數(shù)進(jìn)行重疊來(lái)計(jì)算第一重疊角軌跡。第一自適應(yīng)振蕩器AO-1可計(jì)算與具有基礎(chǔ)頻率的三角函數(shù)的相位相應(yīng)的第一相位。

第二自適應(yīng)振蕩器可基于由步態(tài)周期計(jì)算器計(jì)算的當(dāng)前步態(tài)周期，將關(guān)于與當(dāng)前步態(tài)周期相應(yīng)的參考軌跡的參考角應(yīng)用于具有基礎(chǔ)頻率和從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率的三角函數(shù)。第二自適應(yīng)振蕩器AO-2可通過(guò)將應(yīng)用了參考角的三角函數(shù)進(jìn)行重疊來(lái)計(jì)算第二重疊角軌跡。第二自適應(yīng)振蕩器AO-2可計(jì)算與具有基礎(chǔ)頻率的三角函數(shù)的相位相應(yīng)的第二相位。

PCAO的第一自適應(yīng)振蕩器AO-1是僅計(jì)算與當(dāng)前測(cè)量的關(guān)節(jié)的角度相應(yīng)的相位的模塊。因此，第一自適應(yīng)振蕩器AO-1不針對(duì)第一重疊角軌跡和在用戶步行時(shí)基于參考軌跡計(jì)算的第二重疊角軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。

為了補(bǔ)償?shù)谝恢丿B角軌跡和第二重疊角軌跡，可另外包括PCAO的第二自適應(yīng)振蕩器AO-2。

步態(tài)相位計(jì)算器可通過(guò)基于由第一自適應(yīng)振蕩器AO-1計(jì)算的第一相位和由第二自適應(yīng)振蕩器AO-2計(jì)算的第二相位來(lái)反映第一相位與第二相位的相位差，來(lái)計(jì)算當(dāng)前步態(tài)相位。

從第一自適應(yīng)振蕩器AO-1輸出的第一相位可以是通過(guò)將測(cè)量的關(guān)節(jié)角應(yīng)用于具有第一自適應(yīng)振蕩器AO-1的基礎(chǔ)頻率和從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率的三角函數(shù)來(lái)重疊的第一重疊角軌跡。第一相位可以是構(gòu)成第一重疊角軌跡的相位的三角函數(shù)中具有基礎(chǔ)頻率的三角函數(shù)的相位。

步態(tài)周期可將腳跟接觸地面的時(shí)刻用作參考時(shí)間點(diǎn)。

第一相位不是在腳跟接觸地面的時(shí)刻是參考時(shí)間點(diǎn)的假設(shè)下計(jì)算的。因此，第一相位可能與步態(tài)周期不相應(yīng)。為了補(bǔ)償參考時(shí)間點(diǎn)的這樣的差異， 步態(tài)相位計(jì)算器可通過(guò)校正第一相位來(lái)確定步態(tài)周期。

可通過(guò)使用第二自適應(yīng)振蕩器AO-2計(jì)算第二重疊角軌跡，并將與第二重疊角軌跡的相位相應(yīng)的第二相位與第一相位進(jìn)行比較，來(lái)校正第一相位。

基于與步態(tài)周期相應(yīng)的參考軌跡的參考角度由第二自適應(yīng)振蕩器AO-2計(jì)算的第二相位可以是通過(guò)將具有第二自適應(yīng)振蕩器AO-2的基礎(chǔ)頻率和從基礎(chǔ)頻率調(diào)制的頻率的三角函數(shù)進(jìn)行重疊而計(jì)算的第二重疊角軌跡的相位。第二相位可以是構(gòu)成第二重疊角軌跡的相位的三角函數(shù)中具有基礎(chǔ)頻率的三角函數(shù)的相位。

PCAO可通過(guò)基于由步態(tài)相位計(jì)算器累積的第二相位與第一相位之間的相位差補(bǔ)償?shù)谝幌辔?，?lái)計(jì)算步態(tài)周期。

第一自適應(yīng)振蕩器AO-1和第二自適應(yīng)振蕩器AO-2可以是自適應(yīng)振蕩器(AO)模塊。

處理器312可使用以下等式來(lái)執(zhí)行第一自適應(yīng)振蕩器AO-1和第二自適應(yīng)振蕩器AO-2的操作。

[等式8]

處理器312可使用等式8來(lái)計(jì)算第一自適應(yīng)振蕩器AO-1和第二自適應(yīng)振蕩器AO-2中的重疊角。

可通過(guò)將偏移與通過(guò)將構(gòu)成單個(gè)AO的多個(gè)振蕩器的相位應(yīng)用于根據(jù)各個(gè)振蕩器的振幅的正弦函數(shù)而獲得的值相乘而獲得值之和相加，來(lái)計(jì)算重疊角。

PSAO可將重疊角計(jì)算為與測(cè)量的關(guān)節(jié)角相應(yīng)，并在步態(tài)時(shí)間期間連續(xù)執(zhí)行計(jì)算，從而使重疊角接近測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡。

在等式8中，i表示多個(gè)振蕩器的索引，n表示關(guān)節(jié)角的測(cè)量和校正周期的索引，θ_p表示重疊角，α_o表示重疊角的偏移，α_i表示第i振蕩器的振幅，表示第i振蕩器的相位。

[等式9]

ε(n)＝θ_h(n)-θ_p(n)

處理器312可使用等式9來(lái)計(jì)算單個(gè)AO中的誤差值。

誤差值可以是AO的輸入值與由等式8計(jì)算的重疊角之間的差值。第一 自適應(yīng)振蕩器AO-1的輸入值可以是測(cè)量的關(guān)節(jié)角，第二自適應(yīng)振蕩器AO-2的輸入值可以是與當(dāng)前步態(tài)相位相應(yīng)的參考角。

在等式9中，ε表示誤差值，θ_h表示AO的輸入值。

[等式10]

處理器312可使用等式10來(lái)校正PCAO的多個(gè)振蕩器中具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率的振蕩器的振幅。

可通過(guò)將通過(guò)將振幅校正增益、誤差值與將第i振蕩器的相位應(yīng)用于正弦函數(shù)而獲得的結(jié)果值相乘而獲得的值除以振蕩器索引，來(lái)計(jì)算振幅校正量?？赏ㄟ^(guò)將振幅校正量與校正迭代時(shí)間段T_s相乘，并將之前的振幅校正值與相乘的結(jié)果值相加，來(lái)計(jì)算當(dāng)前振幅校正值。

當(dāng)前振幅校正值可被限定為不小于“0”。

測(cè)量的關(guān)節(jié)角與重疊角之間的誤差值可通過(guò)等式10而減小。

在等式10中，k_α表示振幅校正增益，T_s表示關(guān)節(jié)角的測(cè)量和校正迭代時(shí)間段。采樣周期可在大于1毫秒到10毫秒的范圍內(nèi)。

[等式11]

處理器312可使用等式11來(lái)計(jì)算PCAO的多個(gè)振蕩器中具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率的振蕩器的相位。

第i振蕩器可具有基礎(chǔ)頻率的i倍頻率。

相位增加可因通過(guò)將誤差值與余弦函數(shù)值相乘而獲得的值而改變。因此，AO的輸入與AO的重疊角之間的誤差值可降低。

為了校正相位，可通過(guò)將振蕩器的索引與AO的基礎(chǔ)頻率相乘來(lái)計(jì)算第五值。

可通過(guò)將相位校正增益、誤差與通過(guò)將相應(yīng)振蕩器的相位應(yīng)用于余弦函數(shù)而獲得的值相乘并將相乘的結(jié)果值除以多個(gè)振蕩器的振幅之和，來(lái)計(jì)算第六值。

可通過(guò)將第五值與第六值相加來(lái)計(jì)算第i振蕩器的相位校正值。通過(guò)將相位校正值與校正時(shí)間段相乘，并將之前的校正相位與相乘的結(jié)果值相加， 可計(jì)算第i振蕩器的當(dāng)前校正相位。

在等式11中，表示相位校正增益，ω表示AO的基礎(chǔ)頻率。

[等式12]

處理器312可使用等式12來(lái)校正PCAO的基礎(chǔ)頻率。

可通過(guò)將頻率校正增益、誤差值與將第一振蕩器的相位應(yīng)用于針對(duì)參考軌跡的改變的函數(shù)的結(jié)果值相乘，來(lái)計(jì)算第七值。

可通過(guò)將通過(guò)將耦合頻率增益與通過(guò)將-1/2和由另一PCAO在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率與當(dāng)前PCAO的AO的基礎(chǔ)頻率之間的差的平方相乘而獲得的值的自然指數(shù)值相乘而獲得的針對(duì)除等式12中計(jì)算的關(guān)節(jié)之外的所有關(guān)節(jié)的值，與在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率與基礎(chǔ)頻率之間的差相加，來(lái)獲得第八值。

例如，當(dāng)前PCAO可測(cè)量右髖關(guān)節(jié)的角度軌跡的頻率，另一PCAO可測(cè)量左髖關(guān)節(jié)的角度軌跡的頻率。

等式12的第七值可以是用于校正基礎(chǔ)頻率以使AO的基礎(chǔ)頻率可與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡的頻率相應(yīng)的值。

通常，左關(guān)節(jié)角軌跡的估計(jì)頻率可與右關(guān)節(jié)角軌跡的估計(jì)頻率一致。當(dāng)估計(jì)頻率彼此不同時(shí)，第八值可以是用于將基礎(chǔ)頻率校正為匹配不同頻率的值。

具體地，當(dāng)兩個(gè)頻率之間的差很大時(shí)，第八值的自然指數(shù)部分可收斂于“0”。因此，可阻礙兩個(gè)頻率之間的耦合。當(dāng)兩個(gè)頻率之間的差適當(dāng)時(shí)，第八值的自然指數(shù)部分可使兩個(gè)頻率彼此相同。

第七值與第八值之和可以是AO的基礎(chǔ)頻率的校正量。通過(guò)將第七值和第八值之和與校正時(shí)間段相乘，并將之前的校正基礎(chǔ)頻率與相乘的結(jié)果值相加，可計(jì)算當(dāng)前校正基礎(chǔ)頻率。

在等式12中，k_ω表示頻率校正增益，k_c表示耦合頻率增益，ω_ext由另一PCAO在另一方面測(cè)量的關(guān)節(jié)角軌跡的頻率。

[等式13]

α₀(n+1)＝α₀(n)+T_sk₀ε

等式13是用于校正PCAO的重疊角的偏移的等式。

等式13可通過(guò)將PCAO的重疊角的偏移校正為與測(cè)量的關(guān)節(jié)角的偏移相應(yīng)來(lái)減小由偏移造成的計(jì)算誤差。

在等式13中，k_o表示偏移校正增益。

[等式14]

處理器312可基于第一相位和第二相位使用等式14來(lái)計(jì)算當(dāng)前步態(tài)周期。

通過(guò)將通過(guò)在每個(gè)周期累積第一相位和第二相位之間的相位差而獲得的值與第一相位相加，可計(jì)算步態(tài)周期。隨著補(bǔ)償?shù)谝幌辔慌c第二相位之間的相位差的循環(huán)被重復(fù)，第一相位與第二相位之間的相位差可收斂于期望的(或者，可選地，預(yù)定的)值。

被配置為PCAO的處理器312使用等式8至等式14可獲得與參考軌跡和測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡相應(yīng)的步態(tài)周期。獲得的步態(tài)周期可以是第一步態(tài)周期。

處理器312可包括PCAO或PCAO模塊。例如，處理器312可包括針對(duì)左髖關(guān)節(jié)的PCAO和針對(duì)右髖關(guān)節(jié)的PCAO。

圖7示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的由PSAO獲得的步態(tài)周期。

所示步態(tài)周期示出理想步態(tài)周期，理想步態(tài)周期可以是從步態(tài)開始時(shí)間獲得的理想步態(tài)周期。理想步態(tài)周期可具有從步態(tài)的開始線性增加的值。

圖8示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)步態(tài)周期的髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角的參考軌跡。

在髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角具有正值的時(shí)間段，用戶的腿在用戶的中心軸的前面。在髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角具有負(fù)值的時(shí)間段，用戶的腿在用戶的中心軸的后面。

在圖8的示例中，參考軌跡被設(shè)置為具有40度的最大關(guān)節(jié)角和-20度的最小關(guān)節(jié)角。

圖9示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)步態(tài)周期設(shè)置的輔助扭矩。

當(dāng)當(dāng)前步態(tài)周期被確定時(shí)，可計(jì)算與獲得的步態(tài)周期相應(yīng)的輔助扭矩。例如，當(dāng)當(dāng)前步態(tài)周期與60％相應(yīng)時(shí)，可計(jì)算與步態(tài)周期60％相應(yīng)的輔助扭矩。

具有正值的輔助扭矩可提供沿使腿從前向后移動(dòng)的方向的力。相反地，具有負(fù)值的輔助扭矩可提供沿使腿從后向前移動(dòng)的方向的力。

圖9的曲線圖示出針對(duì)參考軌跡計(jì)算的輔助扭矩。計(jì)算的輔助扭矩可基于獲得的關(guān)節(jié)角的軌跡而改變。例如，當(dāng)測(cè)量的步態(tài)頻率大于預(yù)設(shè)步態(tài)頻率時(shí)，輔助扭矩可增大。

將參照?qǐng)D16至圖18詳細(xì)描述計(jì)算輔助扭矩或輸出扭矩的方法。

圖10示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的髖關(guān)節(jié)的測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡。

圖3的處理器312可基于測(cè)量的關(guān)節(jié)角產(chǎn)生關(guān)節(jié)角的軌跡。

處理器312可基于測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡和參考軌跡獲得當(dāng)前步態(tài)周期。例如，處理器312可使用PSAO計(jì)算由測(cè)量的關(guān)節(jié)角的軌跡指示的步態(tài)頻率。處理器312可基于步態(tài)頻率獲得當(dāng)前步態(tài)周期。

圖11示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的針對(duì)時(shí)間的步態(tài)周期。

在從步態(tài)開始時(shí)間經(jīng)過(guò)期望的(或者，可選地，預(yù)定的)時(shí)間量之后使用PSAO獲得的步態(tài)周期可顯示出線性增加的函數(shù)的形狀。當(dāng)步態(tài)速度相對(duì)恒定時(shí)，獲得的步態(tài)周期可與真實(shí)值的步態(tài)周期最相似。

在步態(tài)狀態(tài)急速改變的情況下，使用PSAO獲得步態(tài)周期的方法不能快速估計(jì)真實(shí)值的步態(tài)周期。例如，步態(tài)狀態(tài)急速改變的情況可包括步態(tài)開始的情況和步態(tài)速度突然改變的情況。

為了對(duì)這樣的情況做準(zhǔn)備，除使用PSAO的方法之外，處理器312可使用FSM。

將參照?qǐng)D12至圖15詳細(xì)描述另外使用FSM的方法。

<使用PSAO和FSM的方法>

圖12是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得步態(tài)參數(shù)的方法的流程圖。

參照?qǐng)D12，圖5的操作540可包括操作1210至操作1240。

在操作1210，圖3的處理器312可接收測(cè)量的關(guān)節(jié)角。關(guān)節(jié)角可以是當(dāng)前關(guān)節(jié)角。

在操作1220，處理器312可基于關(guān)節(jié)角確定當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

在一些示例實(shí)施例中，處理器312可將針對(duì)關(guān)節(jié)角的期望的(或者，可選地，預(yù)定的)數(shù)量的步態(tài)狀態(tài)中與測(cè)量的關(guān)節(jié)角相應(yīng)的步態(tài)狀態(tài)，確定為當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

在其它示例實(shí)施例中，處理器312可基于先前的步態(tài)狀態(tài)和關(guān)節(jié)角確定當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)。

當(dāng)相同的關(guān)節(jié)角被測(cè)量時(shí)，當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)可基于先前的步態(tài)狀態(tài)而不同。

將參照?qǐng)D13詳細(xì)描述步態(tài)狀態(tài)。

在操作1230，處理器312可通過(guò)將先前的步態(tài)狀態(tài)與當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證是否發(fā)生步態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

響應(yīng)于轉(zhuǎn)換未發(fā)生的驗(yàn)證，處理器312可重復(fù)執(zhí)行操作1210。

在操作1240，處理器312可響應(yīng)于發(fā)生轉(zhuǎn)換的驗(yàn)證而獲得步態(tài)參數(shù)。例如，步態(tài)參數(shù)可包括第二步態(tài)周期和第二步態(tài)頻率。

將參照?qǐng)D15詳細(xì)描述第二步態(tài)周期和第二步態(tài)頻率。

圖13示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步態(tài)狀態(tài)。

可預(yù)先確定針對(duì)步態(tài)的用戶的一條腿的步態(tài)狀態(tài)。例如，步態(tài)狀態(tài)可包括站立和擺動(dòng)。左腿的步態(tài)狀態(tài)可包括左站立(LSt)和左擺動(dòng)(LSw)。右腿的步態(tài)狀態(tài)可包括右站立(RSt)和右擺動(dòng)(RSw)。

在FSM中，可預(yù)先針對(duì)步態(tài)狀態(tài)映射步態(tài)周期。例如，步態(tài)周期0％可被映射到站立開始的時(shí)間點(diǎn)，步態(tài)周期60％可被映射到擺動(dòng)開始的時(shí)間點(diǎn)，步態(tài)周期100％可被映射到站立剛剛開始之前的時(shí)間點(diǎn)。

圖14示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

根據(jù)通常的步態(tài)機(jī)理，步態(tài)開始的步態(tài)狀態(tài)可變化。然而，但是步態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可按照右站立1410、左擺動(dòng)1420、左站立1430和右擺動(dòng)1440的順序發(fā)生。在執(zhí)行右擺動(dòng)1440之后，可重新執(zhí)行右站立1410。

圖15是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的獲得第二步態(tài)周期和第二步態(tài)頻率的方法的流程圖。

參照?qǐng)D15，圖12的操作1240可包括操作1510和操作1520。

在操作1510，圖3的處理器312可獲得第二步態(tài)周期作為步態(tài)參數(shù)。

處理器312可將針對(duì)當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)預(yù)設(shè)的值定義為第二步態(tài)周期的值。例如，當(dāng)當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)與右擺動(dòng)相應(yīng)時(shí)，針對(duì)右擺動(dòng)預(yù)設(shè)的步態(tài)周期60％可被定義為第二步態(tài)周期的值。

在操作1520，處理器312可計(jì)算第二步態(tài)頻率作為步態(tài)參數(shù)。

處理器312可基于轉(zhuǎn)換的時(shí)間段計(jì)算第二步態(tài)頻率。例如，可通過(guò)計(jì)算將重復(fù)執(zhí)行左擺動(dòng)的步態(tài)狀態(tài)的時(shí)間段來(lái)計(jì)算第二步態(tài)頻率。

當(dāng)步態(tài)狀態(tài)的期望的(或者，可選地，預(yù)定的)數(shù)量與“4”相應(yīng)時(shí)，針對(duì)最近四個(gè)步態(tài)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間之和可以是針對(duì)單個(gè)復(fù)步(stride)的時(shí)間。和的倒數(shù)可以是第二步態(tài)頻率。

處理器312可計(jì)算針對(duì)每個(gè)步態(tài)狀態(tài)的第二步態(tài)頻率，并且每當(dāng)發(fā)生步態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)，將與當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)相應(yīng)的步態(tài)頻率設(shè)置為第二步態(tài)頻率

圖15示出在操作1510和操作1520之后執(zhí)行圖5的操作550。然而，可在操作1510和操作1520之后執(zhí)行圖5的操作530。

在操作530，可基于在操作1510獲得的第二步態(tài)周期和在操作1520獲得的第二步態(tài)頻率計(jì)算步態(tài)周期。

處理器312可使用第一步態(tài)周期的值替換第二步態(tài)周期的值。當(dāng)?shù)诙綉B(tài)周期的值被第一步態(tài)周期的值替換時(shí)，可減小可在步態(tài)的早期出現(xiàn)的相位估計(jì)的誤差。

在另一示例中，處理器312可使用第二步態(tài)頻率作為參考值來(lái)執(zhí)行操作610。當(dāng)?shù)诙綉B(tài)頻率被用作參考值時(shí)，可減小用于獲得步態(tài)頻率的時(shí)間量。例如，處理器312可直接將第二步態(tài)頻率設(shè)置為步態(tài)頻率。

圖16示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖。

參照?qǐng)D16，圖5的操作550可包括操作1610至操作1630。

在操作1610，圖3的處理器312可驗(yàn)證獲得的步態(tài)周期與步態(tài)參數(shù)之間的差是否大于或等于閾值。例如，步態(tài)參數(shù)可以是第二步態(tài)周期。在一些示例實(shí)施例中，閾值可以是10％。

可響應(yīng)于獲得的步態(tài)周期與步態(tài)參數(shù)之間的差小于預(yù)設(shè)閾值的驗(yàn)證，而執(zhí)行操作1620。

在操作1620，處理器312可基于步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)計(jì)算扭矩。

處理器312可使用作為參考值的步態(tài)參數(shù)校正獲得的步態(tài)周期。例如，如上所述，處理器312可使用PSAO來(lái)校正步態(tài)周期。

處理器312可計(jì)算或獲得與校正的步態(tài)周期相應(yīng)的輸出扭矩。

處理器312可響應(yīng)于獲得的步態(tài)周期與步態(tài)參數(shù)之間的差大于或等于預(yù)設(shè)閾值的驗(yàn)證執(zhí)行操作1630。

在操作1630，處理器312可僅基于步態(tài)參數(shù)計(jì)算扭矩。

處理器312可將步態(tài)參數(shù)的值設(shè)置為步態(tài)周期的值。例如，處理器312可將使用PSAO獲得的步態(tài)周期改變?yōu)椴綉B(tài)參數(shù)，例如，通過(guò)FSM獲得的第 二步態(tài)周期。

處理器312可計(jì)算或獲得與設(shè)置的步態(tài)周期相應(yīng)的輸出扭矩。

圖17是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖。

參照?qǐng)D17，圖5的操作550可包括操作1710至操作1730。

在操作1710，圖3的處理器312可驗(yàn)證是否滿足預(yù)設(shè)條件。

預(yù)設(shè)條件可以是運(yùn)動(dòng)初始驗(yàn)證條件。例如，運(yùn)動(dòng)初始驗(yàn)證條件可以是期望的(或者，可選地，預(yù)定的)數(shù)量的步態(tài)狀態(tài)中的一個(gè)步態(tài)狀態(tài)被確定為當(dāng)前步態(tài)狀態(tài)的次數(shù)小于預(yù)設(shè)值。例如，預(yù)設(shè)值可以是“2”。具體地，運(yùn)動(dòng)初始驗(yàn)證條件可以是在步態(tài)開始之后執(zhí)行兩個(gè)復(fù)步或更少?gòu)?fù)步。

響應(yīng)于滿足預(yù)設(shè)條件的驗(yàn)證，可執(zhí)行操作1720。

在操作1720，處理器312可僅基于步態(tài)參數(shù)計(jì)算扭矩。例如，步態(tài)參數(shù)可以是第二步態(tài)周期。

處理器312可計(jì)算與第二步態(tài)周期相應(yīng)的扭矩。

響應(yīng)于不滿足預(yù)設(shè)條件的驗(yàn)證，可執(zhí)行操作1730。

在操作1730，處理器312可基于步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)計(jì)算扭矩。

處理器312可基于步態(tài)參數(shù)校正步態(tài)周期。處理器312可針對(duì)校正的步態(tài)周期計(jì)算扭矩。

圖18是示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的計(jì)算扭矩的方法的流程圖。

參照?qǐng)D18，圖5的操作550可包括操作1810和操作1820。

在操作1810，圖3的處理器312可基于步態(tài)周期和步態(tài)參數(shù)確定最終步態(tài)周期。

處理器312可通過(guò)基于步態(tài)參數(shù)校正步態(tài)周期來(lái)計(jì)算最終步態(tài)周期。

在操作1820，處理器312可計(jì)算與最終步態(tài)周期相應(yīng)的扭矩。計(jì)算的扭矩可以是輸出扭矩。

處理器312可使用于參考軌跡相應(yīng)的扭矩函數(shù)計(jì)算或獲得輸出扭矩。例如，處理器312可基于最終步態(tài)周期轉(zhuǎn)換與參考軌跡相應(yīng)的扭矩函數(shù)，并使用轉(zhuǎn)換的扭矩函數(shù)計(jì)算輸出扭矩。

針對(duì)步態(tài)速度的至少一個(gè)參考軌跡可被存儲(chǔ)在PSAO中。

例如，當(dāng)用戶奔跑時(shí)，具體地，當(dāng)步態(tài)速度高時(shí)，參考軌跡可在關(guān)節(jié)角上具有大的改變。

當(dāng)用戶步行時(shí)，具體地，當(dāng)步態(tài)速度低時(shí)，參考軌跡可在關(guān)節(jié)角上具有 適當(dāng)?shù)母淖儭?/p>

可基于預(yù)設(shè)為與校正的參考軌跡相應(yīng)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)計(jì)算輸出扭矩。關(guān)節(jié)角分別與輔助扭矩匹配的預(yù)設(shè)輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以以查找表的形式被存儲(chǔ)在圖3的存儲(chǔ)器313中。

處理器312可搜索針對(duì)測(cè)量的關(guān)節(jié)角的校正的參考軌跡和與關(guān)節(jié)角匹配的輔助扭矩。處理器312可將找到的輔助扭矩確定為與當(dāng)前步態(tài)周期相應(yīng)的輔助扭矩。

多項(xiàng)輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可被預(yù)設(shè)為與校正的參考軌跡相應(yīng)。例如，預(yù)設(shè)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以是根據(jù)用戶的每個(gè)步態(tài)速度分類的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)。預(yù)設(shè)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以是根據(jù)地面的傾斜度分類的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)。預(yù)設(shè)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以是根據(jù)用戶的年齡分類的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)。預(yù)設(shè)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以是根據(jù)用戶的性別分類的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)。預(yù)設(shè)的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)可以是根據(jù)用戶的體重分類的輔助扭矩?cái)?shù)據(jù)。

圖19示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的最終獲得的步態(tài)周期的結(jié)果。

參照?qǐng)D19，實(shí)線1920指示真實(shí)值的步態(tài)周期。真實(shí)值的步態(tài)周期可連續(xù)增加。

例如，當(dāng)步態(tài)頻率恒定時(shí)，真實(shí)值的步態(tài)周期可線性增加。在圖19中，第一左擺動(dòng)與第一右站立之間的步態(tài)周期的真實(shí)值線性增加。

相反地，當(dāng)步態(tài)頻率不恒定時(shí)，步態(tài)周期的真實(shí)值可非線性增加。在圖19中，第一右站立與第二左擺動(dòng)之間的步態(tài)周期的真實(shí)值非線性增加。

虛線1910指示獲得的步態(tài)周期。

當(dāng)僅使用PSAO獲得步態(tài)周期時(shí)，在步態(tài)的早期獲得的步態(tài)周期與步態(tài)周期的真實(shí)值之間的差可能是相當(dāng)大的。

當(dāng)發(fā)生第一轉(zhuǎn)換時(shí)，例如，當(dāng)發(fā)生左擺動(dòng)LSw時(shí)，圖3的處理器312可將由FSM測(cè)量的第二步態(tài)周期設(shè)置為步態(tài)周期。在發(fā)生轉(zhuǎn)換之后，獲得的步態(tài)周期跟隨步態(tài)周期的真實(shí)值。

當(dāng)步態(tài)速度改變時(shí)，處理器312可基于從FSM獲得的步態(tài)參數(shù)獲得步態(tài)周期。在圖19中，在第一右站立(RSt)與第二左擺動(dòng)(LSw)之間的時(shí)間段獲得的步態(tài)周期跟隨真實(shí)值的非線性步態(tài)周期。

圖20至圖22示出根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施例的步行輔助裝置。

參照?qǐng)D20至圖22，示出可穿戴在人體上的可穿戴步行輔助裝置1的另 一示例。圖20是步行輔助裝置1的前視圖。圖21是步行輔助裝置1的側(cè)視圖。圖22是步行輔助裝置1的后視圖。

步行輔助裝置1可包括圖1的驅(qū)動(dòng)部110、傳感器部120、IMU傳感器130和控制器140。

如圖20至圖22所示，步行輔助裝置1可具有被穿戴在用戶的左腿和右腿上的外骨骼結(jié)構(gòu)。例如，在穿戴著步行輔助裝置1時(shí)，用戶可執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，例如，伸展、彎曲、內(nèi)收和外展。伸展運(yùn)動(dòng)可以是伸展關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，彎曲運(yùn)動(dòng)可以是彎曲關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。內(nèi)收運(yùn)動(dòng)可以是使腿接近身體的中心軸的運(yùn)動(dòng)。外展運(yùn)動(dòng)可以是將腿拉離身體的中心軸的運(yùn)動(dòng)。

參照?qǐng)D20至圖22，步行輔助裝置1可包括主體10、裝置部20R、20L、30R、30L、40R和40L。

主體10可包括外殼11。各種組件可嵌入在外殼11中。嵌入在外殼11中的組件可包括中央處理器(CPU)、印刷電路板(PCB)、各種類型的存儲(chǔ)裝置和電源。主體10可包括圖1的控制器140?？刂破?40可包括CPU和PCB。

CPU可以是微處理器。微處理器可以是包括算術(shù)邏輯單元、寄存器、程序計(jì)數(shù)器、指令解碼器和/或控制電路的硅片上的組件。CPU可選擇適于步態(tài)任務(wù)的控制模式，并基于選擇的控制模式產(chǎn)生控制信號(hào)以控制裝置部20R、20L、30R、30L、40R和40L的操作。

PCB可以是印刷了電路的板。CPU和/或各種存儲(chǔ)裝置可設(shè)置在PCB上。PCB可固定在外殼11的內(nèi)側(cè)表面。

各種類型的存儲(chǔ)裝置可嵌入在外殼11中。存儲(chǔ)裝置可包括通過(guò)磁化磁盤表面來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁盤存儲(chǔ)裝置和使用各種類型的存儲(chǔ)半導(dǎo)體存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。

嵌入在外殼11中的電源可向嵌入在外殼11中的各種組件或裝置部20R、20L、30R、30L、40R和40L供電。

主體10還可包括腰部支撐器12以支撐用戶的腰部。腰部支撐器12可具有弧形板的形狀以支撐用戶的腰部。

主體10還可包括用于將外殼11固定在用戶的髖部的固定部11a和用于將腰部支撐器12固定于用戶的腰部的固定部12a。固定部11a和12a可使用帶子、腰帶和具有彈性的繩之一被實(shí)施。

主體10可包括IMU傳感器130。例如，IMU傳感器130可設(shè)置在外殼11的外部或內(nèi)部。IMU傳感器130可安裝在設(shè)置在外殼11的內(nèi)部的PCB上。IMU傳感器130可測(cè)量加速度和角速度。

裝置部20R、20L、30R、30L、40R和40L還可被稱為第一結(jié)構(gòu)部20R和20L、第二結(jié)構(gòu)部30R和30L以及第三結(jié)構(gòu)部40R和40L。

第一結(jié)構(gòu)部20R和20L可在步態(tài)運(yùn)動(dòng)期間輔助用戶的大腿部和髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。第一結(jié)構(gòu)部20R和20L可包括第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L、第一支撐器22R和22L以及第一固定部23R和23L。

驅(qū)動(dòng)部110可包括第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L。因此，參照?qǐng)D1至圖19提供的驅(qū)動(dòng)部110的描述可替代第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L的描述。

第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L可設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)部20R和20L的髖關(guān)節(jié)處，并產(chǎn)生沿期望的(或者，可選地，預(yù)定的)方向的各種量級(jí)的扭矩。由第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L產(chǎn)生的扭矩可被應(yīng)用于第一支撐器22R和22L。第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L可被設(shè)置為在人體的髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L可基于從主體10提供的控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L可使用電機(jī)、真空泵和液壓泵之一被實(shí)施。然而，示例實(shí)施例不限于此。

關(guān)節(jié)角傳感器可設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L附近。關(guān)節(jié)角傳感器可檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L在旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)的角度。傳感器部120可包括關(guān)節(jié)角傳感器。

第一支撐器22R和22L可物理連接到第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L。第一支撐器22R和22L可通過(guò)由第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L產(chǎn)生的扭矩沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。

第一支撐器22R和22L可以以各種形狀被實(shí)施。在一個(gè)示例中，第一支撐器22R和22L可以以多個(gè)段彼此連接的形狀被實(shí)施。在此示例中，可在段之間提供連接處，第一支撐器22R和22L可通過(guò)連接處在預(yù)定范圍內(nèi)彎曲。在另一示例中，第一支撐器22R和22L可以以棒的形狀被實(shí)施。在此實(shí)施例中，第一支撐器22R和22L可使用柔性材料被實(shí)施以在預(yù)定范圍內(nèi)彎曲。

第一固定部23R和23L可設(shè)置在第一支撐器22R和22L中。第一固定部23R和23L可將第一支撐器22R和22L固定于用戶的大腿部。

圖20至圖22示出第一固定部23R和23L將第一支撐器22R和22L固定于用戶大腿部的外側(cè)的情況。當(dāng)?shù)谝恢纹?2R和22L響應(yīng)于第一驅(qū)動(dòng)部21R 和21L正在被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定了第一支撐器22R和22L的大腿部也可沿與第一支撐器22R和22L的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。

第一固定部23R和23L可使用帶子、腰帶和具有彈性的繩之一被實(shí)施，或可使用金屬材料被實(shí)施。圖20示出第一固定部23R和23L為鏈條的情況。

第二結(jié)構(gòu)部30R和30L可在步態(tài)運(yùn)動(dòng)期間輔助用戶的小腿部和膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。第二結(jié)構(gòu)部30R和30L可包括第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L、第二支撐器32R和32L以及第二固定部33R和33L。

第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L可設(shè)置在第二結(jié)構(gòu)部30R和30L的膝關(guān)節(jié)處，并產(chǎn)生沿預(yù)定方向的各種量級(jí)的扭矩。由第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L產(chǎn)生的扭矩可被應(yīng)用于第二支撐器32R和32L。第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L可被設(shè)置為在人體的膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

驅(qū)動(dòng)部110可包括第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L。因此，參照?qǐng)D1至圖19提供的與髖關(guān)節(jié)相關(guān)的描述可被相似地適用于與膝關(guān)節(jié)相關(guān)的描述。

第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L可基于從主體10提供的控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L可使用電機(jī)、真空泵和液壓泵之一被實(shí)施。然而，示例實(shí)施例不限于此。

關(guān)節(jié)角傳感器可設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L附近。關(guān)節(jié)角傳感器可檢測(cè)第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L在旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)的角度。傳感器部120可包括關(guān)節(jié)角傳感器。

第二支撐器32R和32L可物理連接到第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L。第二支撐器32R和32L可通過(guò)由第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L產(chǎn)生的扭矩沿預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。

第二固定部33R和33L可設(shè)置在第二支撐器32R和32L中。第二固定部33R和33L可將第二支撐器32R和32L固定于用戶的小腿部。圖20至圖22示出第二固定部33R和33L將第二支撐器32R和32L固定于用戶小腿部的外側(cè)的情況。當(dāng)?shù)诙纹?2R和32L響應(yīng)于第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L正在被驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定了第二支撐器32R和32L的小腿部也可沿與第二支撐器32R和32L的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。

第二固定部33R和33L可使用帶子、腰帶和具有彈性的繩之一被實(shí)施，或可使用金屬材料被實(shí)施。

第三結(jié)構(gòu)部40R和40L可在步態(tài)運(yùn)動(dòng)期間輔助用戶的踝關(guān)節(jié)和相關(guān)肌肉的運(yùn)動(dòng)。第三結(jié)構(gòu)部40R和40L可包括第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L、腳踏板42R 和42L以及第三固定部43R和43L。

驅(qū)動(dòng)部110可包括第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L。因此，參照?qǐng)D1至圖19提供的與髖關(guān)節(jié)相關(guān)的描述可被相似地適用于與踝關(guān)節(jié)相關(guān)的描述。

第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L可設(shè)置在第三結(jié)構(gòu)部40R和40L的踝關(guān)節(jié)處，并基于從主體10提供的控制信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)。與第一驅(qū)動(dòng)部21R和21L或第二驅(qū)動(dòng)部31R和31L相似，第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L可使用電機(jī)被實(shí)施。

關(guān)節(jié)角傳感器可設(shè)置在第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L的附近。關(guān)節(jié)角傳感器可檢測(cè)第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L在旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)的角度。傳感器部120可包括關(guān)節(jié)角傳感器。

腳踏板42R和42L可設(shè)置在與用戶的腳底相應(yīng)的位置，并物理連接到第三驅(qū)動(dòng)部41R和41L。

壓力傳感器可設(shè)置在腳踏板42R和42L中，以感測(cè)用戶的重力。壓力傳感器的感測(cè)結(jié)果可被用于驗(yàn)證用戶是否穿戴步行輔助裝置1、用戶是否站立以及用戶的腳是否接觸地面。

第三固定部43R和43L可設(shè)置在腳踏板42R和42L中。第三固定部43R和43L可將用戶的腳固定于腳踏板42R和42L。

在此描述的單元和/或模塊可使用硬件組件和軟件組件被實(shí)施。例如，硬件組件可包括：麥克風(fēng)、放大器、帶通濾波器、音頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器和處理裝置。處理裝置可使用一個(gè)或多個(gè)硬件裝置被實(shí)施，其中，所述一個(gè)或多個(gè)硬件裝置被配置為通過(guò)執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來(lái)執(zhí)行和/或運(yùn)行程序代碼。處理裝置可包括：處理器、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號(hào)處理器、微計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式響應(yīng)和執(zhí)行指令的任何其它裝置。處理裝置可運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)以及一個(gè)或多個(gè)在OS上運(yùn)行的軟件應(yīng)用。處理裝置還可響應(yīng)于軟件的運(yùn)行而訪問(wèn)、存儲(chǔ)、操作、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡(jiǎn)潔的目的，對(duì)處理裝置的描述被用作單數(shù)；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，處理裝置可包括多個(gè)處理元件以及多種類型的處理元件。例如，處理裝置可包括多個(gè)處理器或一個(gè)處理器和一個(gè)控制器。此外，不同的處理配置是可行的，例如，并行處理器。

軟件可包括用于獨(dú)立地或共同地命令和/或配置處理裝置按照需要進(jìn)行操作的計(jì)算機(jī)程序、一段代碼、指令或它們的一些組合，從而將處理裝置轉(zhuǎn)換為專用處理器?？稍谌魏晤愋偷臋C(jī)器、組件、物理或虛擬設(shè)備、計(jì)算機(jī)存 儲(chǔ)介質(zhì)或裝置中或者以能夠?qū)⒅噶罨驍?shù)據(jù)提供給處理裝置或被處理裝置解釋的傳輸信號(hào)波來(lái)永久地或暫時(shí)地實(shí)施軟件和數(shù)據(jù)。軟件還可被分布在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，從而以分布式存儲(chǔ)和執(zhí)行軟件。可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)軟件和數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述示例實(shí)施例的方法可被記錄在包括程序指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中以實(shí)現(xiàn)上述示例實(shí)施例的各種操作。介質(zhì)還可包括單獨(dú)的或與程序指令結(jié)合的數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。記錄在介質(zhì)上的程序指令可以是針對(duì)示例實(shí)施例的目的而專門設(shè)計(jì)和構(gòu)造的那些程序指令，或者它們可以是對(duì)計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員公知和可用的類型。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括：磁介質(zhì)(例如，硬盤、軟盤和磁帶)；光介質(zhì)(例如，CD ROM盤、DVD和/或藍(lán)光光盤)；磁光介質(zhì)(例如，光盤)；和專門配置為存儲(chǔ)和執(zhí)行程序指令的硬件裝置(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存(例如，USB閃速驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)卡、記憶棒等)等)。程序指令的示例包括機(jī)器代碼(例如，由編譯器所產(chǎn)生的)和包含計(jì)算機(jī)使用解釋器可執(zhí)行的高級(jí)代碼的文件。上述裝置可被配置為充當(dāng)一個(gè)或多個(gè)軟件模塊以執(zhí)行上述示例實(shí)施例的操作，反之亦然。

以上已經(jīng)描述了多個(gè)示例實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，可對(duì)這些示例實(shí)施例進(jìn)行各種修改。例如，如果以不同的順序執(zhí)行描述的技術(shù)，和/或如果描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件以不同的方式組合和/或被其它組件或其等同物代替或補(bǔ)充，則可實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。因此，其它實(shí)施方式落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。