表面肌電信號因其抗干擾性好易獲取,且包含豐富的運動控制信息,被廣泛應用于康復機器人、智能假肢和人機交互等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的基于模式識別的肌電接口在實際控制過程中只能完成幾個簡單動作生硬的切換,為了實現(xiàn)康復輔助設備連續(xù)流暢的控制,關(guān)節(jié)連續(xù)運動信息的估計成為了近年來的研究熱點。然而目前的研究大都僅針對單關(guān)節(jié)單自由度的序列運動,而人體的自然運動往往是多自由度的同步運動。針對多自由度問題,近年來有學者提出了肌肉協(xié)同收縮模型,通過肌肉協(xié)同分析可以估計出多自由度同步運動時的關(guān)節(jié)連續(xù)運動信息,為智能康復輔助設備提供更加直觀自然、靈活高效的控制手段。本文以人體上肢腕關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)為研究對象,結(jié)合肌肉協(xié)同收縮理論,研究針對多關(guān)節(jié)同步運動解析的肌肉協(xié)同分析方法,并建立有效的協(xié)同激活模型準確估計出關(guān)節(jié)連續(xù)運動過程中的角度信息,最后結(jié)合多自由度并行比例控制策略設計交互控制系統(tǒng),實現(xiàn)機械臂多個自由度的同步連續(xù)運動控制。具體的研究工作包括:（1）采集上肢腕關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)運動過程中的表面肌電信號和關(guān)節(jié)角度信號,并對采集到的信號進行預處理。針對傳統(tǒng)非負矩陣分解算法（Non-negative Matrix Factorizati... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于動作模式分類的肌電控制接口

半監(jiān)督式的協(xié)同分析方法在多自由度運動時的肌肉如何設計半監(jiān)督式分解方法需要進一步的研究。節(jié)連續(xù)運動估計研究現(xiàn)狀連續(xù)運動估計方法的研究是實現(xiàn)多自由度同步連續(xù)肌電理是將采集的肌電信號解碼成多關(guān)節(jié)連續(xù)運動信息，進控制指令。在以往的研究中，常用的有兩類方法實現(xiàn)基續(xù)運動信息估計。第一類方法是結(jié)合肌肉生理學建立以骼肌肉模型，進而計算出運動過程中的關(guān)節(jié)力矩信息和角示。其中應用最多的是 Hill 骨骼肌模型，Hill 模型是一種許多學者在某種程度上對其進行了簡化，但其復雜度仍需要的骨骼、肌肉以及關(guān)節(jié)相關(guān)的生理參數(shù)無法直接獲大，實用性和通用性均受到限制。

圖 1-3 回歸模型估計關(guān)節(jié)運動信息兩類連續(xù)運動估計方法的局限性，近年來一種新的連續(xù)運動估計方法正得到廣泛的研究和應用，其主得到多個關(guān)節(jié)運動時的肌肉協(xié)同元及其激活系數(shù)，動信息。由于采用肌肉協(xié)同分析獲取的激活系數(shù)序較好的一一對應關(guān)系，國內(nèi)外一些學者直接將肌肉列當作關(guān)節(jié)連續(xù)運動信息，用于肌電控制。 等[33]直接用 NMF 方法分解得到肌肉協(xié)同元和關(guān)節(jié)運應的激活系數(shù)直接視為關(guān)節(jié)力信息，實現(xiàn)了上肢腕信息獲取。[26]則通過對上肢手關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)多個自由度的組合動解得到的激活系數(shù)序列直接輸入到一個閾值模型得的多自由度同步比例控制。各個自由度運動之間的激活系數(shù)并沒有充分解耦，


本文編號：3132891