[實用新型]一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置

有效

• 申請號: 201821539195.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN209360687U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 王玉成;趙娜娜;汪鳴明;王容川;葉曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488;A61B5/11;A61B5/00;G05B19/042
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 高姍

本實用新型公開了一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，包括電源模塊、肌電信號感知模塊、肌電信號A/D模塊、慣性信息采集模塊、數據傳輸模塊(藍牙2.0模塊、UART模塊)、視頻采集模塊、同步采集模塊、下位機控制系統、上位機控制系統(Windows或Android系統)。本實用新型通過對肌電信號、慣性信號以及視頻影像的實時采集與保存，可以精確地分析人體肢體在不同的運動姿態、運動速度下所對應的肌肉所產生的肌電信號的關系，通過無線藍牙模塊可與多種上位機進行實時通信，滿足不同平臺(Windows/Android)、不同設備(PC/手機/平板)的采集需求。

技術領域

本實用新型涉及信號同步采集技術領域，具體涉及一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置。

背景技術

表面肌電信號(surface electromyography，sEMG)是人體完成各種肢體動作過程中，肢體表層肌肉和神經傳導過程中的電活動在皮膚表層的累積電效應，它常見于人體主動運動過程中與運動相關的骨骼肌表面，一般通過將電極片粘貼在肌肉表面進行記錄。在獲得了良好的肌電信號的前提下，表面肌電信號的能量變化以及頻帶范圍等綜合信息，能夠很大程度上定量的反映出被測肌肉的生理和機理狀態，借助于肌電信號處理方法，根據信號表象提取出深層次機理原理性的特征，能夠有效的描述肌肉運動疲勞程度、肢體動作模式重構、肌肉運動功能評價以及肌電信號與神經中樞耦合關系，對肌電信號的研究，能夠更深入的探尋神經科學的內在機理，加深對人體自身的認識。

慣性測量方法通過慣性傳感器節點組合來實現動作的連續檢測。隨著傳感器技術的不斷發展，慣性傳感器體積越來越小、便攜性越來越好、慣性數據越來越豐富、功耗越來越低，因此，慣性傳感器已經應用于各個專業領域。常用慣性傳感器主要有加速度計、陀螺儀、地磁傳感器等。

隨著科學技術的不斷進步，視頻影像已經成為了現代社會中信息的重要載體。視頻信息中普遍含有大量的人體動作信息。視頻人體動作識別能夠為人們提供各種各樣的幫助。其核心是解放繁瑣的人工識別視頻的過程，讓計算機可以通過對視頻的分析，對其中的人體動作能有較為精準的識別，目前在很多領域都有不同程度的應用。目前已經有較為成熟的方法通過視頻影像來提取人體的動作方位、姿態等運動信息，所以視頻影像與肌電、慣性信號相比可以提供更豐富的人體運動及外部信息，將它們結合可更好進行人體動作識別研究。視頻影像、肌電信號、慣性信號是不同種類的信息，可以使用不同硬件來采集，但是如果采集數據不能同步，數據的研究意義將大大減少。

專利201610825647.7，提供了一種肌電信號和慣性信息同步采集裝置，包括多信息采集傳感器、嵌入式微處理系統、無線多平臺應用接口、電源模塊以及數據應用平臺。多信息采集傳感器通過信號同步輸入接口將實時采集的肌電信息及慣性信息傳遞至嵌入式微處理系統，肌電及慣性信息經微處理系統進一步優化處理，并通過無線多平臺接口以無線通訊的方式傳輸至數據應用平臺。本實用新型裝置具有通訊信號穩定、擴展功能強、輕便易攜帶、易操作等一系列優點，能夠有效適應于運動中肌電信號和慣性信息實時同步采集，并同時滿足PC機、手機等多種數據應用平臺的無線數據接收處理需求，為人體在運動中肢體協同運作方式的臨床研究提供了極大便利。

專利201680037446.9，提供一種設備物理交互虛擬化技術，允許單個(通用)可穿戴平臺模擬用戶與(多種)輸入設備間的物理交互。本實用新型旨在提供獨特的以人為中心的“超級UI(用戶界面)”，作為人與多種設備的之間直觀“高速/并行”輸入/交互能力的集成點。本實用新型包括可被其他可穿戴設備用于手勢相關輸入/輸出的目的方法和裝置與其它移動/可穿戴設備(例如智能手表/智能手機)集成以提供自然/直觀、上下文敏感的手勢輸入，單手操作和高速并行輸入/交互(可為雙方向具有觸覺/壓力圖案和視覺/音頻反饋)為了便于更通用使用和功能擴展，提議的可穿戴式設備(類手套式可穿戴)也可能是模塊化設計，使平臺(可插拔)易于清潔/維護或用新硬件擴展。

實用新型內容

(一)解決的技術問題