[發(fā)明專利]一種雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110332885.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN112951360B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 但果;肖偉;李維犇;陳凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G16H20/00
• 分類號(hào): G16H20/00;G06V40/20;G06N3/044;G06N3/08
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 謝松

1.一種雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括：

采集健側(cè)肌電信息、健側(cè)手指姿態(tài)信息和患側(cè)手指姿態(tài)信息；

根據(jù)所述健側(cè)肌電信息和所述健側(cè)手指姿態(tài)信息，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息；

根據(jù)所述健側(cè)手指姿態(tài)信息、所述患側(cè)手指姿態(tài)信息和所述健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息，控制患側(cè)手指運(yùn)動(dòng)；

所述根據(jù)所述健側(cè)肌電信息和所述健側(cè)手指姿態(tài)信息，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息包括：

分別對(duì)所述健側(cè)肌電信息和所述健側(cè)手指姿態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，得到肌電信息片段和手指姿態(tài)信息片段；其中，所述預(yù)處理包括平滑濾波、分割和歸一化；

根據(jù)所述肌電信息片段和所述手指姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息；

所述平滑濾波是通過(guò)求平均值的辦法來(lái)消除隨機(jī)誤差，所述分割指的是從肌電信息中提取表示運(yùn)動(dòng)意圖和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵幀，所述歸一化是指將肌電信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到0到1的范圍內(nèi)；

所述根據(jù)所述肌電信息片段和所述姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息包括：

根據(jù)所述肌電信息片段，確定手指運(yùn)動(dòng)模式；

根據(jù)所述姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)和患側(cè)的姿態(tài)差異值；其中，所述姿態(tài)差異值用于表征健側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)值與患側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡反饋值的差；

根據(jù)所述姿態(tài)差異值，確定手指彎曲角度；

根據(jù)所述手指運(yùn)動(dòng)模式和所述手指彎曲角度，確定健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述肌電信息片段，確定手指運(yùn)動(dòng)模式包括：

將所述肌電信息片段輸入到預(yù)設(shè)的第一預(yù)測(cè)模型，得到運(yùn)動(dòng)意圖信息；

對(duì)所述運(yùn)動(dòng)意圖信息進(jìn)行識(shí)別，確定手指運(yùn)動(dòng)模式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)和患側(cè)的姿態(tài)差異值包括：

獲取患側(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡反饋值；

將所述姿態(tài)信息片段輸入到預(yù)設(shè)的第二預(yù)測(cè)模型，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)值；

根據(jù)所述患側(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡反饋值和所述健側(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)值，得到健側(cè)和患側(cè)的姿態(tài)差異值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述姿態(tài)差異值，確定手指彎曲角度包括：

獲取患側(cè)手指彎曲度標(biāo)定值；其中，患側(cè)手指彎曲度標(biāo)定值為機(jī)器手彎曲角度增量；

根據(jù)所述姿態(tài)差異值和所述患側(cè)手指彎曲度標(biāo)定值，確定手指彎曲角度。

5.一種雙側(cè)手指協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

視覺刺激平臺(tái)，用于將健側(cè)肌電信息、健側(cè)手指姿態(tài)信息和患側(cè)手指姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為視覺刺激界面，以使患者產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)想象；

健側(cè)表面肌電采集模塊，用于采集健側(cè)肌電信息；

健側(cè)手指姿態(tài)采集模塊，用于采集健側(cè)手指姿態(tài)信息；

患側(cè)手指姿態(tài)采集模塊，用于采集患側(cè)手指姿態(tài)信息；

信息預(yù)測(cè)模塊，用于將所述健側(cè)肌電信息和所述健側(cè)手指姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換為健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息；

機(jī)器手，用于根據(jù)所述健側(cè)手指姿態(tài)信息、所述患側(cè)手指姿態(tài)信息和所述健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息，控制患側(cè)手指運(yùn)動(dòng)；

所述信息預(yù)測(cè)模塊還用于：

分別對(duì)所述健側(cè)肌電信息和所述健側(cè)手指姿態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，得到肌電信息片段和手指姿態(tài)信息片段；其中，所述預(yù)處理包括平滑濾波、分割和歸一化；

根據(jù)所述肌電信息片段和所述手指姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息；

所述平滑濾波是通過(guò)求平均值的辦法來(lái)消除隨機(jī)誤差，所述分割指的是從肌電信息中提取表示運(yùn)動(dòng)意圖和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵幀，所述歸一化是指將肌電信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到0到1的范圍內(nèi)；

所述根據(jù)所述肌電信息片段和所述姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息包括：

根據(jù)所述肌電信息片段，確定手指運(yùn)動(dòng)模式；

根據(jù)所述姿態(tài)信息片段，得到健側(cè)和患側(cè)的姿態(tài)差異值；其中，所述姿態(tài)差異值用于表征健側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)值與患側(cè)的運(yùn)動(dòng)軌跡反饋值的差；

根據(jù)所述姿態(tài)差異值，確定手指彎曲角度；

根據(jù)所述手指運(yùn)動(dòng)模式和所述手指彎曲角度，確定健側(cè)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信息。