現(xiàn)有的人機接口技術都存在一定的缺陷,從而嚴重影響了其臨床應用。而基于超聲信號的人機接口相較于其他生理信號人機接口技術而言,具有高的空間分辨率,能夠獲得深層的肌肉信息,并且對人體無害。然而,醫(yī)學領域常用的B超設備笨重昂貴,不滿足可穿戴的要求;加之超聲頻率對于探測深度與分辨率具有制約關系;因此,本文提出了一種基于單雙頻單振元超聲探頭(A型超聲探頭)的人機接口技術,并將之應用到靈巧手勢識別以及肌肉性能評價中。首先,本文著眼于現(xiàn)有人機接口技術的發(fā)展現(xiàn)狀,重點闡述了超聲人機接口的優(yōu)勢與存在問題,從而確定了本文的主要研究內(nèi)容。其次,本文進行了單頻率A型超聲探頭的結構設計與有限元仿真。探頭頻率被確定為5 MHz;換能器材料選取厚度為0.34 mm,直徑為6mm的1-3復合壓電材料;匹配層的厚度為波長的0.2-0.3倍,聲阻抗是壓電材料的0.2-0.35倍。同時,對比定制探頭和商用探頭的性能指標,證明了定制探頭在探測人體肌肉組織上的優(yōu)越性。在此基礎上,本文提出了并排式和圓環(huán)式雙頻A型超聲探頭的結構并進行了參數(shù)仿真。得到最優(yōu)參數(shù)后,通過對比仿真和實際探頭在同一負載位置的聲波聲壓圖以及頻譜圖,驗證了仿真的結...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1常見的人機接口：sEMG，EEG，ECoG[57]

1.2.3基于其他生理信號的人機接口除了基于肌電信號和腦電信號人機接口之外，還存在基于其他生理信號的人機接口技術，主要包括肌肉血氧含量、肌音信號等。肌音信號研究起步較晚，是伴隨著神經(jīng)元活動的肌肉纖維的低頻振動，一般通過麥克風或者加速度計進行測量。美國密歇根大學醫(yī)學中心Barr....

圖1-2前臂處的超聲圖像

圖1-2前臂處的超聲圖像[50]Fig.1-2Ultrasoundimageoftheforearm[50]主要是由肌肉驅動的，當肌肉收縮時，能夠引起進行運動[32]。當人的手勢發(fā)生變化時，前臂肌肉化，比如肌肉厚度、肌肉橫截面積等。這些變化，經(jīng)過一定的信息提取，按照....

圖1-5上海交通大學實驗設置圖

圖1-4喬治梅森大學實驗設置圖[48]TheexperimentalsetupofGeorgeMasonUniv機接口技術的團隊主要是上海交通大學列特征，模擬一維超聲信號，針對14個確率的對比。超聲信號的特征選取為每別分析分類器（LDA）進行分類，能夠信號的....

圖1-6邁瑞公司的B超設備和上海交通大學的可穿戴A超設備Fig.1-6B-modeultrasoundequipmentofMindrayandwearableA-modeultrasoundequipmentof

接口存在的問題人機接口設備具有空間分辨率高，非侵境的影響等優(yōu)勢，但是基于超聲的人機備方面，可穿戴性是設備的一個難點，也超聲的發(fā)射接收設備以及超聲傳感器（無法實現(xiàn)可穿戴的要求，而這大大限制我們提出了采用一維超聲，即A型超聲聲圖像，A超信號信息量更少，但是由息量依舊足夠豐富。而....

本文編號：4015866