[實(shí)用新型]一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821539195.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN209360687U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉成;趙娜娜;汪鳴明;王容川;葉曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/0488
• 分類號(hào): A61B5/0488;A61B5/11;A61B5/00;G05B19/042
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 高姍

1.一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：包括電源模塊、肌電信號(hào)感知模塊、肌電信號(hào)A/D模塊、慣性信息采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、視頻采集模塊、同步采集模塊、下位機(jī)控制系統(tǒng)、上位機(jī)控制系統(tǒng)；

所述電源模塊與肌電信號(hào)感知模塊、下位機(jī)控制系統(tǒng)相連接，用于為其提供電源；

所述下位機(jī)控制系統(tǒng)包括主控制器MCU、充電電池、電源穩(wěn)壓模塊、濾波放大電路、UART和I2C串口通信模塊，充電電池、電源穩(wěn)壓模塊、濾波放大電路、UART和I2C串口通信模塊為主控制器MCU的外圍電路分別于主控制器MCU相連；所述主控制器MCU采用德州儀器MSP430F149，具有12位A/D轉(zhuǎn)換器；

所述肌電信號(hào)感知模塊采用肌電電極，經(jīng)肌電信號(hào)連接線引入肌電信號(hào)A/D模塊，經(jīng)肌電信號(hào)A/D模塊作A/D轉(zhuǎn)換后與下位機(jī)控制系統(tǒng)連接，獲取肌電信號(hào)；

所述慣性信息采集模塊包括MPU9250芯片，慣性信息采集模塊與下位機(jī)控制系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)采集九自由度運(yùn)動(dòng)慣性信息數(shù)據(jù)量并作濾波處理；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括藍(lán)牙2.0模塊、UART模塊，UART模塊與下位機(jī)控制系統(tǒng)連接，下位機(jī)控制系統(tǒng)通過藍(lán)牙2.0模塊與上位機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信；

所述視頻采集模塊、同步采集模塊與上位機(jī)控制系統(tǒng)相連，上位機(jī)控制系統(tǒng)包括信息處理模塊、存儲(chǔ)模塊和顯示模塊，上位機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行視頻信息、傳感器信號(hào)的采集與顯示，形成肌電信號(hào)、慣性信號(hào)與視頻的同步數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

2.如權(quán)利要求1所述的一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：所述肌電信號(hào)感知模塊包括肌電信號(hào)采集傳感器，傳感器采用Ag/AgCl表面電極，經(jīng)肌電信號(hào)連接線接入下位機(jī)控制系統(tǒng)中，再經(jīng)濾波放大電路處理后，由藍(lán)牙模塊無線傳輸給上位機(jī)系統(tǒng)；所述肌電電極由兩片相互平行的電極構(gòu)成，構(gòu)成差分輸入。

3.如權(quán)利要求2所述的一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：所述濾波放大電路包括運(yùn)算放大器U6、電阻R16、電阻R17、電阻R21、電容C30、3.3V電源、2.5V電源；采樣信號(hào)AIN3與電阻R16一端相連，電阻R16另一端與電阻R17一端、電阻R21一端相連，電阻R21另一端接地，電阻R17另一端與運(yùn)算放大器U6的1腳輸出端相連；運(yùn)算放大器U6的8腳接3.3V電源、電容C30一端，電容C30另一端接地，運(yùn)算放大器U6的4腳接地，運(yùn)算放大器U6的3腳同相輸入端接2.5V電源，運(yùn)算放大器U6的2腳反相輸入端與1腳輸出端相連。

4.如權(quán)利要求1所述的一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述慣性信息采集模塊為2通道MPU9250芯片控制的九自由度慣性信號(hào)采集模塊，慣性信號(hào)采集模塊由慣性傳感器單元和數(shù)據(jù)傳輸總線模塊組成，實(shí)時(shí)采集九自由度運(yùn)動(dòng)慣性信息數(shù)據(jù)量并作濾波處理；慣性傳感器單元包括加速度計(jì)、陀螺儀以及地磁傳感器，輸出九軸慣性信息，經(jīng)過姿態(tài)解算后得到加速度、角速度、角度參數(shù)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述MPU9250芯片外圍電路包括MPU9250芯片U7、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電容C3、電容C6、電容C17、3.3V電源；MPU9250芯片U7的1腳、8腳、13腳與3.3V電源相連，MPU9250芯片U7的22腳與電阻R34一端相連，電阻R34另一端與3.3V電源相連，3.3V電源還與電容C3一端、電容C6一端相連，電容C3另一端、電容C6另一端接地；MPU9250芯片U7的9腳與電阻R36一端相連，MPU9250芯片U7的11腳與電阻R35一端相連，MPU9250芯片U7的10腳與電容C17一端相連，MPU9250芯片U7的18腳、20腳、電阻R35另一端、電阻R36另一端、電容C17另一端接地。

6.如權(quán)利要求1所述的一種肌電慣性信號(hào)和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述視頻采集模塊由一個(gè)高清攝像頭連接到上位機(jī)控制系統(tǒng)。