TWI773947B - 控制裝置、外骨骼系統及控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明實施例提供一種控制裝置，應用於一外骨骼系統，包括一感測單元，用來測量地形資料；以及一處理單元，耦接該感測單元，用來根據該感測單元的測量結果，判斷該外骨骼系統之一行進方向的前方地形，以調整該外骨骼系統之一驅動裝置的運作；其中該感測單元係偵測至少一測量點相對於該感測單元的距離及方位，以測量該地形資料，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。

Description

控制裝置、外骨骼系統及控制方法

本發明係指一種控制裝置、外骨骼系統及控制方法，尤指一種可根據外骨骼前方地形而調整輔助力道的控制裝置、外骨骼系統及控制方法。

外骨骼機器人(exoskeleton robot)可輔助行動上不方便的人們或加強使用者行動力，常見的應用包含輔助行走、上下樓梯及爬上斜坡等。一般而言，外骨骼機器人的控制方法為穿戴者以按鈕或面板等方式由使用者輸入控制命令(如行走或上下梯斜坡等)，惟此種方法須預先編程其跨步距離、斜坡角度及樓梯高度，於實際使用時外骨骼機器人常因斜坡角度，樓梯高度略有差異使得行進路線踢到上斜坡、樓梯障礙而受阻，或因下斜坡產生之傾角、樓梯高低之落差，進而造成重心不穩滑倒踩空。在此情形下，外骨骼機器人不僅不便於操作，還可能因移動不當，使穿戴者感受不適，甚或衍生安全性問題。

因此，習知技術實有改進的必要。

本發明之主要目的即在於提供一種可偵測外骨骼前方地形的控制裝置、外骨骼系統及控制方法，以改善習知技術的缺點。

本發明實施例揭露一種控制裝置，應用於一外骨骼系統，包括一感測單元，用來測量地形資料；以及一處理單元，耦接該感測單元，用來根據該感測單元的測量結果，判斷該外骨骼系統之一行進方向的前方地形，以調整該外骨骼系統之一驅動裝置的運作。其中，該感測單元係偵測至少一測量點相對於該感測單元的距離及方位，以測量該地形資料，其中該至少一測量點位於該 外骨骼系統之該行進方向的前方。

本發明實施例另揭露一種外骨骼系統，包括至少一分支；一驅動裝置，連接該至少一分支，用來根據一控制訊號，驅動該至少一分支；以及一控制裝置，包括：一感測單元，用來測量地形資料；以及一處理單元，耦接該感測單元及該驅動裝置，用來根據該感測單元的測量結果，判斷一行進方向的前方地形，以產生該控制訊號，來調整該驅動裝置的運作。其中，該感測單元係偵測至少一測量點相對於該感測單元的距離及方位，以測量該地形資料，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。

本發明實施例另揭露一種控制方法，應用於一外骨骼系統，該控制方法包括測量地形資料；以及根據該地形資料，判斷該外骨骼系統之一行進方向的前方地形，以調整該外骨骼系統之一驅動裝置的運作。其中，測量該地形資料之步驟包含偵測至少一測量點相對於該外骨骼系統的距離及方位，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。

10:外骨骼系統

100:主幹

102、104、106、108:分支

110:驅動裝置

112:控制裝置

114、116、118、120:馬達

122:感測單元

124:處理單元

70:流程

702~706:步驟

第1A圖為本發明實施例之一外骨骼系統的示意圖。

第1B圖為本發明實施例之外骨骼系統的功能區塊圖。

第2圖為本發明實施例以三軸偵測方式偵測一目標點之相對距離及方位的示意圖。

第3圖為本發明實施例計算目標點之距離及方位的示意圖。

第4A至4E圖為本發明實施例判斷行進方向前方地形之示意圖。

第5圖為本發明實施例之目標點偵測方式之示意圖。

第6圖為本發明實施例之目標點偵測方式之示意圖。

第7圖為本發明實施例一控制流程之示意圖。

第1A、1B圖分別為本發明實施例之一外骨骼系統10的示意圖及功能區塊圖。外骨骼系統10用來輔助人類行動，其包括一主幹100、分支102、104、106、108、一驅動裝置110及一控制裝置112。分支102、104、106、108連結於主幹100，其可固定或穿戴於一使用者的雙腿，例如分支102對應於左上腿，分支104對應於左下腿，分支106對應於右上腿，分支108對應於右下腿。驅動裝置110包含有馬達114、116、118、120，分別連接於分支102、104、106、108，驅動裝置110可根據控制裝置112所產生的一控制訊號CTRL，驅動分支102、104、106、108運行，以輔助使用者行走或奔跑。控制裝置112包含有一感測單元122及一處理單元124，感測單元122可測量外骨骼系統10行進方向前方的地形資料，而處理單元124則根據感測單元122的測量結果，判斷地形資訊，如上下坡、障礙物等，並據以產生控制訊號CTRL而驅動驅動裝置110，使得外骨骼系統10可反映前方地形而調整輔助力道。

簡言之，控制裝置112可偵測使用者穿戴外骨骼系統10行進時前方的地形資訊或狀態，並據此來調整驅動裝置110的運行。如此一來，若使用者行進方向包含障礙物、上下坡、樓梯等地形變化或狀態時，本發明實施例不須使用者手動輸入命令而可自動且適應性地調整驅動裝置110的運作，使得分支102、104、106、108間的相對運動符合後續地形變化，以更有效率地輔助使用者，並提升便利性。

需注意的是，第1A、1B圖為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同修飾，而不限於此。舉例來說，感測單元122可以各種方式測量前方地形資料，在一實施例中，感測單元122可偵測前方至少一目標點相對於感測單元122的距離及方位，而處理單元124則可利用幾何運算判斷地形變化的輪廓座標，藉此判斷前方地形。例如，請參考第2圖，第2圖為感測單元122以三軸 偵測方式偵測一目標點R_k之相對距離及方位的示意圖。如第2圖所示，在一次測量中，感測單元122測量出目標點R_k與感測單元122的直線距離為d_k，且目標點R_k與感測單元122間的關係可對應至一三軸座標系，其中原點O為感測單元122，而X、Y、Z軸分別表示翻滾角(Roll)、俯仰角(Pitch)、偏擺角(Yaw)。

此外，感測單元122可固定於外骨骼系統10的任意位置，只要能正確測量出地形資料即可，感測單元122也可包含多個感測子單元，例如其中之一感測子單元設置於左下腿分支，另一感測子單元設置於右下腿分支，而隨著感測單元122設置或配置方式的不同，在計算目標點相對於感測單元122的距離及方位時也應適當調整。舉例來說，請參考第3圖，第3圖為本發明實施例感測單元122計算目標點之距離及方位的示意圖。在此實施例中，感測單元122包含二感測子單元，其一設置於分支104，另一設置於分支108。當使用者自然行走時，左(右)腳為支撐點，感測單元122的感測子單元可測量連續距離數值為d₀到d_n，感測子單元測量出下腿部分支的連續角度a₀到a_n度。經處理單元124運算後，可得到以感測單元122為原點的一組障礙物輪廓的座標R₀到R_n。若以支撐點(即下腿部分支底部)為原點訂定座標系，其中第k點R_k的X座標為R_k[X]=L*cos(a_k)+d_k*cos(a_k+δ)；Y座標則為R_k[Y]=L*sin(a_k)+d_k*sin(a_k+δ)，其中δ為感測單元122與下腿部分支的夾角，L為下腿部分支的長度。

得到上述R_k[X]、R_k[Y]各點資料後，處理單元124即可根據行進方向前方的輪廓座標判斷前方是否有特殊地形。舉例來說，第4A圖為本發明實施例處理單元124判斷行進方向前方地形之示意圖。在此例中，感測單元122包含二感測子單元，其一設置於分支104，另一設置於分支108，而前方地形包含上坡。如第4A圖所示，當使用者自然行走跨出左腿時，感測單元122中位於右下腿的感測子單元偵測複數個目標點R₀至R_n。隨著目標點指標k增加，a_k及d_k均隨之減少，經過幾何計算可知目標點R_k的Y座標R_k[Y]隨著X座標R_k[X]減小而同時減小，即可 判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一上坡地形，處理單元124可據此產生控制訊號CTRL調整馬達116，以對應調整左下腿分支104下一落地點的位置。

更進一步而言，當使用者自然行走跨出左腿時，對應於右下腿的分支108的底部即為支撐點，若處理單元124根據感測單元122的測量結果判斷前方為一上坡地形，則相較於水平地形時的落地點，左下腿分支104的下一落地點之垂直距離應較短。在此情形下，控制裝置112可透過控制訊號CTRL調整馬達116的運作，使得左下腿分支104下一落地點的位置符合上坡地形，亦即相較於平地地形的落地點為高，進而避免輔助力道錯誤，確保使用者可平順地行走。

類似第4A圖的判斷方式，請繼續參考第4B至4E圖，第4B至4E圖為本發明實施例處理單元124判斷行進方向前方地形之示意圖。於第4B圖中，感測單元122量測目標點為R₀到R_n，處理單元124判斷目標點R_i至R₀中一目標點R_t的X座標R_t[X]越大而Y座標R_t[Y]則隨之越小，據此可判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一下坡地形。因此，控制裝置112可透過控制訊號CTRL調整馬達116的運作，使得左下腿分支104下一落地點的位置符合下坡地形，亦即相較於平地地形的落地點為低，確保使用者可平順地行走。

於第4C圖中，感測單元122量測目標點為R₀到R_n，處理單元124判斷目標點R_i至R₀中一目標點R_t不論X座標R_t[X]數值為何其Y座標R_t[Y]均相同，據此可判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一平地地形。因此，控制裝置112可透過控制訊號CTRL調整馬達116的運作，使得左下腿分支104下一落地點的位置符合平地地形，亦即維持相近的落地高度，確保使用者可平順地行走。

於第4D圖中，感測單元122量測目標點為R₀到R_n，處理單元124判斷目標點R_i至R₀中一目標點R_t的X座標R_t[X]相同但Y座標R_t[Y]不同(舉例來說，由目標點R_i至R₀中之第一目標點R_a與第二目標點R_b兩點的座標可知，若以第一目標點R_a的X座標R_a[X](第一值)與Y座標R_a[Y](第二值)為基準，第二目標點R_b的X 座標R_b[X]不大於第一值R_a[X]，但Y座標R_b[Y]大於第二值R_a[Y]時)，判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一凸出物。此時，處理單元124可再由R_i至R₀中其他目標點(如R_c、R_d、…)判斷該凸出物的大小。

接著，處理單元124再判斷目標點R_i至R₀中一目標點R_s不論X座標R_s[X]數值為何其Y座標R_s[Y]均相同，即其對應於平地地形。因此，整合目標點R_t、目標點R_s的判斷結果，處理單元124可判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一上行階梯地形。因此，控制裝置112可透過控制訊號CTRL調整馬達116的運作，使得左下腿分支104下一落地點的位置符合上行階梯地形，即落於上行階梯的平台，確保使用者可平順地行走。

於第4E圖中，感測單元122量測目標點為R₀到R_n，處理單元124判斷目標點R_i至R₀中一目標點R_t的不論X座標R_t[X]數值為何其Y座標R_t[Y]均相同，以及目標點R_i至R₀中的一目標點R_s不論X座標R_s[X]數值為何其Y座標R_s[Y]均相同，判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形應為一平地地形，又根據R_t[Y]>R_s[Y]，判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為一下行階梯地形。因此，控制裝置112可透過控制訊號CTRL調整馬達116的運作，使得左下腿分支104下一落地點的位置符合下行階梯地形，即落於下行階梯的平台，確保使用者可平順地行走。

因此，透過第4A圖至第4E圖的判斷方式，處理單元124即可判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形為上下坡、平地、凸起物、上行階梯、下行階梯，並可據此調整調整該驅動裝置110。例如當使用者自然行走跨出左腿時，對應於右下腿的分支108的底部即為支撐點，處理單元124判斷前方地形為上下坡、上下行階梯及平地地形時，可調整該驅動裝置110使得左下腿分支104下一落地點的位置符合該地形。或如處理單元124判斷前方地形為凸出物時，若凸出物不礙於行走時則調整驅動裝置110使該分支底部跨越凸出物；或者，若凸出物的水平位置於原訂步伐相同時則調整驅動裝置110使分支底部落於凸出物之 上；又或者，若凸出物的垂直高度無法跨越時則調整驅動裝置110使得外骨骼系統10得以閃避凸出物、向使用者發出警示訊息或停止前進。如此一來，外骨骼系統10可藉由測量行進方向前方地形並因應前方地形變化適當地調整輔助力道，因而在無須使用者介入之情況下，得以流暢且平穩地輔助使用者移動。

此外，需注意的是，第3圖及第4A至4E圖係說明感測單元122包含兩個感測子單元，並分別設置於左下腿及右下腿分支時，處理單元124判斷地形的運算方式。然而，不限於此，根據不同系統需求，感測單元122可安裝於各個位置。舉例來說，請參考第5圖，第5圖為本發明實施例感測單元122設置於外骨骼系統10中對應於使用者腰部之示意圖。在此例中，由於感測單元122設置於使用者腰部的位置，處理單元124對應於第k目標點R_k位置的幾何運算應調整如下：X座標為R_k[X]=L*cos(90°)+d_k*cos(90°+δ)，Y座標為R_k[Y]=L*sin(90°)+d_k*sin(90°+δ)，其中δ為感測單元122與腰部的夾角，L為感測單元122配置在腰部上的高度。其餘根據目標點之座標變化以判斷地形之方式，可參考前述，於此不贅述。

此外，如前所述，感測單元122可由一或數個感測子單元所實現，而感測子單元不限於同時設置於腰部或腿部。舉例來說，請參考第6圖，第6圖為本發明實施例感測單元122包含二感測子單元且分別設置於外骨骼系統10中對應於使用者腰部及腿部的示意圖。如第6圖所示，由於感測單元122的二感測子單元是分別設置於使用者腰部及腿部，其可由不同高度偵測目標點狀態，使得處理單元124的判斷結果更符合實際地形，以加強效能。需注意的是，感測子單元的數量增加除可增加感測範圍外，亦可使感測結果更加準確，而各感測子單元判斷外骨骼系統10前方地形則與單一感測子單元方式大致相同，於此不再贅述。

另一方面，在本發明實施例中，前方障礙地形可再加以細分，如坡地可再細分為坡度5°以內的極緩坡地形、坡度5°-15°的緩坡地形、坡度15-25°的緩 陡坡地形以及坡度25°-35°的陡坡地形等，但不在此限。針對不同的地形，控制裝置112可對驅動裝置110進行不同且適當的調整，以符合地形及使用者需求。進一步地，於一實施例中，外骨骼系統10可包含一輸入裝置，提供使用者調整各地形與驅動裝置110之間的對應關係，或限制外骨骼系統10的移動方向，例如遇超過30°的上坡地形時外骨骼系統10應繞行上坡地形，而非嘗試登上上坡地形，但不在此限。

另一方面，主幹100、分支102、104、106、108可為金屬、塑膠甚或複合材料，而不在此限。於一實施例中，分支可再包括子分支，其中各(子)分支可包括任意數量的驅動子裝置及控制子裝置，用來因應前方地形的不同而調整分支的一部或全部或藉由多個驅動子裝置而實現更局部細致的動作。此外，驅動裝置110不限於以馬達實現，亦可為氣壓、液壓裝置。於一實施例中，控制裝置112直接由介面控制或透過行程間通訊(Inter-Process Communication，IPC)等方式間接控制驅動裝置110，亦可僅傳送感測單元122測量行進方向的前方地形的測量結果，而另由驅動裝置110的處理子單元自行調整，驅動裝置110的控制方法為本領域具通常知識者所知，於此不再贅述。

於一實施例中，感測單元122可利用光學、雷射、電波或超音波等方式主動感測或被動偵測，亦得以三軸、六軸或九軸等感測器加以實現，且可以有線或無線之方式傳遞資料至處理單元124。於一實施例中，各單元可利用特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit，ASIC)來實現。於一實施例中，處理單元124可包括處理器以及儲存單元，處理器可為應用處理器(Application Processor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、圖形處理單元(Graphics Processing Unit，GPU)甚至張量處理單元(Tensor Processing Unit，TPU)，而不在此限；儲存單元可用來儲存一程式碼，程式碼用來指示處理器執行相關控制流程，儲 存單元可為一非揮發性記憶體(Non-Volatile Memory)，例如，一電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)或一快閃記憶體(Flash Memory)，而不在此限。

於一實施例中，控制裝置112另可偵測當有新的步伐時，始開始執行判斷行進方向前方地形的控制流程，例如可設置一步伐感測器，藉此可節省電力消耗或減少外骨骼系統10對使用者的行進過程有過多干涉，避免造成使用者不適，此種增加步伐感測器的設置方法為本領域具通常知識者常見技藝，於此不再贅述。

此外，關於控制裝置112之運作，可歸納為一控制流程70，如第7圖所示。控制流程70包含以下步驟：

步驟700：開始。

步驟702：感測單元122測量地形資料。

步驟704：處理單元124根據感測單元122所測量的地形資料，判斷外骨骼系統10之行進方向的前方地形，以調整外骨骼系統10之驅動裝置110的運作。

步驟706：結束。

控制流程70之詳細操作可參考前述說明，於此不贅述。

需注意的是，前述實施例用以說明本發明之概念，本領域具通常知識者當可據以做不同的修飾，而不限於此。因此，只要外骨骼系統能測量行進方向前方地形並因應前方地形變化而適當地調整輔助力道，即滿足本發明的要求，而屬於本發明之範疇。

綜上所述，於輔助使用者行走或奔跑時，本發明無須使用者介入，而是藉由測量行進方向前方地形並因應前方地形變化適當地調整輔助力道，因而可有效提升使用便利性，並可提升移動的流暢性與平穩性。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10:外骨骼系統

100:主幹

102、104、106、108:分支

110:驅動裝置

112:控制裝置

114、116、118、120:馬達

122:感測單元

124:處理單元

Claims (21)

1. 一種控制裝置，應用於一外骨骼系統，包括：一感測單元，用來測量地形資料；以及一處理單元，耦接該感測單元，用來根據該感測單元的測量結果，判斷該外骨骼系統之一行進方向的前方地形，以調整該外骨骼系統之一驅動裝置的運作；其中該感測單元係偵測至少一測量點相對於該感測單元的距離及垂直方向之方位，以測量該地形資料，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。
2. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上坡地形；以及該處理單元另用來計算該上坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上坡地形高度。
3. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下坡地形；以及該處理單元另用來計算該下坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下坡地形高度。
4. 如請求項1所述之控制裝置，其中 該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置相近時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一平地地形；以及該處理單元另用來調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該平地地形。
5. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點與該外骨骼系統之一分支底部的水平距離不大於一第一值，但垂直距離大於一第二值時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形包含一凸出物；以及該處理單元另用來計算該凸出物的大小，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向跨越該凸出物、落於該凸出物之上、閃避該凸出物或停止前進。
6. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上行階梯地形；以及該處理單元另用來計算該上行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上行階梯地形。
7. 如請求項1所述之控制裝置，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下行階梯地形；以 及該處理單元另用來計算該下行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下行階梯地形。
8. 一種外骨骼系統，包括：至少一分支；一驅動裝置，連接該至少一分支，用來根據一控制訊號，驅動該至少一分支；以及一控制裝置，包括：一感測單元，用來測量地形資料；以及一處理單元，耦接該感測單元及該驅動裝置，用來根據該感測單元的測量結果，判斷一行進方向的前方地形，以產生該控制訊號，來調整該驅動裝置的運作；其中該感測單元係偵測至少一測量點相對於該感測單元的距離及垂直方向之方位，以測量該地形資料，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。
9. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上坡地形；以及該處理單元另用來計算該上坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上坡地形高度。
10. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中 該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下坡地形；以及該處理單元另用來計算該下坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下坡地形高度。
11. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置相近時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一平地地形；以及該處理單元另用來調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該平地地形。
12. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點與該外骨骼系統之一分支底部的水平距離不大於一第一值，但垂直距離大於一第二值時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形包含一凸出物；以及該處理單元另用來計算該凸出物的大小，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向跨越該凸出物、落於該凸出物之上、閃避該凸出物或停止前進。
13. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上行階梯地形；以及 該處理單元另用來計算該上行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上行階梯地形。
14. 如請求項8所述之外骨骼系統，其中該處理單元係於該感測單元的測量結果顯示該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下行階梯地形；以及該處理單元另用來計算該下行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下行階梯地形。
15. 一種控制方法，應用於一外骨骼系統，該控制方法包括：測量地形資料；以及根據該地形資料，判斷該外骨骼系統之一行進方向的前方地形，以調整該外骨骼系統之一驅動裝置的運作；其中測量該地形資料之步驟包含偵測至少一測量點相對於該外骨骼系統的距離及垂直方向之方位，其中該至少一測量點位於該外骨骼系統之該行進方向的前方。
16. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上坡地形；以及計算該上坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上坡地形高 度。
17. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下坡地形；以及計算該下坡地形的一坡度及對應該坡度之一垂直高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下坡地形高度。
18. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點的垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置相近時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一平地地形；以及調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該平地地形。
19. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點與該外骨骼系統之一分支底部的水平距離不大於一第一值，但垂直距離大於一第二值時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形包含一凸出物；以及計算該凸出物的大小，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向跨越該凸出物、落於該凸出物之上、閃避該凸出物或停止前進。
20. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較高時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一上行階梯地形；以及 計算該上行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該上行階梯地形。
21. 如請求項15所述之控制方法，其另包括：於該至少一測量點大致位於一平面，且垂直位置相對於該外骨骼系統之一分支底部的當前垂直位置較低時，判斷該外骨骼系統之該行進方向的前方地形為一下行階梯地形；以及計算該下行階梯地形的階梯高度，並據以調整該驅動裝置的運作，使該分支底部於該行進方向的下一落地點符合該下行階梯地形。

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