摘要：针对老年人使用步行训练机器人康复过程中,因步行速度与机器人指定速度不协调而引发的跌倒事故问题,本文提出了一种人机速度协调防跌倒方法,该方法由跌倒预测模型和防跌倒控制方法两部分组成。首先,由惯性传感单元(IMU)采集受试者步行姿态信号,利用长短期记忆网络(LSTM)和注意力机制构建老年人跌倒预测模型;其次,在跌倒预测的基础上,设计多元相空间重构(PSR)速度预测模型,用于防跌倒控制器的设计;最后,将受试者的速度预测结果作为目标速度,利用PSR理论和模型预测控制技术(MPC),设计步行康复训练机器人的防跌倒控制器,实现对受试者步行速度的精确跟踪,避免在康复训练过程中因人机速度不协调引发的跌倒事故。仿真对比分析和实验研究结果表明,跌倒预测模型的预测准确率可达到95.2%,且跌倒预测的前置时间可达1.82 s,人机速度协调防跌倒方法可有效防止受试者步行速度与机器人指定速度不协调而发生跌倒事故,使受试者安全地完成步行康复训练。