[發(fā)明專利]基于隨機共振的肌電假手控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310487341.1
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103494660A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 宋愛國;吳常鋮;李會軍;徐寶國;曾洪;崔建偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61F2/72
• 分類號: A61F2/72
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發(fā)明涉及特殊器械控制領域，尤其是一種基于隨機共振的肌電假手控制方法，適于肌電假手的控制。

背景技術

肌電假手使用肌電信號作為假手的控制信號，通過提取肌電信的特征，識別肌電信號代表的動作來控制假手的開合。這種控制模式由于符合人體的操作習慣、動作自然而受到廣泛的關注。然而肌電信號為微弱信號，從殘疾人殘臂上采集得到肌電信號中帶有較大的噪聲，不利于假手的穩(wěn)定控制。隨機共振是一種噪聲對微弱信號起到協(xié)助與增強作用的非線性現(xiàn)象，采用隨機共振技術可以很好將肌電信號中的有用成分凸顯出來、抑制信號中噪聲，提高肌電假手控制的準確性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種基于隨機共振的肌電假手控制方法，能夠實現(xiàn)肌電信號中噪聲的主動抑制，提高肌電假手動作控制的準確性和穩(wěn)定性。

為達成上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種基于隨機共振的肌電假手控制方法，包括以下步驟：

步驟1：取第一肌電傳感器和第二肌電傳感器，所述第一肌電傳感器和第二肌電傳感器分別用于采集手臂上的一對拮抗肌的肌電信號中的張開肌電信號EMG1和手臂上的該對拮抗肌的肌電信號中的閉合肌電信號EMG2；然后對張開肌電信號EMG1及閉合肌電信號EMG2進行放大、取絕對值處理，得到預處理后的張開肌電信號EMG1及預處理后的閉合肌電信號EMG2；

步驟2：肌電信號動作識別，輸出假手的期望握力F_d，詳細步驟如下：

步驟2.1：將步驟1得到預處理后的張開肌電信號EMG1及預處理后的閉合肌電信號EMG2，分別輸入電壓比較器進行比較，其中：

將預處理后的張開肌電信號EMG1分別輸入第1個至第N個電壓比較器進行比較；將預處理后的閉合肌電信號EMG2分別送入第N+1個至第2N個電壓比較器進行比較，N>=2；所述第1個至第2N個電壓比較器用于實現(xiàn)：當輸入信號大于或等于電壓比較器的門限電平時，比較器輸出高電平1；當輸入信號小于電壓比較器的門限電平時，比較器輸出低電平0，第n個比較器的門限電平為V_REFn，表達如下：

VREFn=n×VmN,(1≤n≤N)(n-N)×VmN,(N+1≤n≤2N)]]>

其中，V_m為預處理后的肌電信號的最大值；

步驟2.2：將第1個至第N個電壓比較器的輸出按序號從小到大順序進行排列并發(fā)送至微處理器，將第N+1個至第2N個電壓比較器的輸出按序號從小到大順序進行排列并發(fā)送至微處理器，微處理器根據電壓比較器的輸出信號分別控制第一DA轉換器和第二DA轉換器輸出電壓信號V_o1和V_o2，其中：

對于第1個至第N個電壓比較器的輸出信號，若第1個電壓比較器的輸出為0，則微處理器控制第一DA轉換器輸出的電壓為：

V₀₁＝0，

若第n個（n<N）比較器的輸出信號為1且第n+1個比較器的輸出信號為0，則微處理器控制第一DA轉換器輸出電壓為：