双腿行走机器人作为探索人类步行运动机理的重要方式,能够很好地模拟人类的正常行走。但对于非正常行走,如残障人士的步行运动,则不能完全模拟。智能假肢研发过程中,需要残疾人装配假肢进行实验。由于残疾人身体有缺陷,不可能作大量、多样及重复性的实验,这无疑会影响智能假肢的研发进度。异构双腿机器人(Biped Robot with Heterogeneous Legs,简称BRHL)是一种新型的机器人模式,它从改进双腿行走机器人行走拟人特性,为智能假肢提供一个研究平台等角度出发,是双腿行走机器人与智能假肢研究的集成。本文在阐明异构双腿机器人的研究意义、内容及研究现状的基础上,对步态信号检测系统的设计和组成进行了介绍,详细的讲述了下位机采集系统的各个部分的硬件设计以及上位机软件部分的设计原理和设计过程。在实现了整套系统的基础上,不仅采集了很多的步态数据,而且深入研究了不同运动状态下的步态识别和步态规划的新方法。为了使智能仿生腿跟随人工腿的步态,需要对仿生腿的步态进行识别,本文利用安装在人体上的惯性传感器和速度传感器检测数据信息来模拟双足机器人的运动信息,作为步态识别系统的输入量。分别利用快速傅里叶变换(FFT)的方法结合BP神经网络和支持向量机对输入样本进行识别,取得了较好的识别效果。智能假肢最终要装配在残疾人伤腿上,智能仿生腿的步态数据的训练是一个步态规划的过程,因此设计出适合于残疾人应用的智能仿生腿的步态规划方法具有重要意义。本文提出了一种新的判定人体步态对称性的方法,通过PCA的步态数据重构方法不仅证明了人体步态数据的对称,同时也说明了它也是一种好的智能假肢步态规划的方法。