本文關(guān)鍵詞：肌電信號控制下肢假肢關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 表面肌電信號 加權(quán)濾波移動窗 限高移動窗 支撐期 擺動期

【摘要】：假肢是截肢患者重獲行動能力的唯一途徑，識別人體下肢運動中的支撐期擺動期以及路況，對控制假肢十分重要。目前假肢的控制中常常采用一些檢測人體運動信息的傳感器，這些傳感器有一些固有缺點。利用人體肌電信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)傳感器是控制假肢的新途徑，本文就這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和工程方法做研究和探討。利用肌電信號完成對支撐期擺動期以及路況信息的識別。具體工作如下： 1設(shè)計實驗，使用Thought Technology公司出品的人體生理數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集多種路況下（平地行走、上坡道、下坡道、上樓梯、下樓梯）的下肢肌群的表面肌電信號。 2對采集到的肌電信號做離線分析處理，提出雙層窗理論。利用加權(quán)濾波移動窗對信號進(jìn)行軟件濾波；采用限高移動窗對肌電信號的特征值進(jìn)行提取，準(zhǔn)確判定下肢肌群收縮的開始時刻。 3分析處理平地行走時采集的表面肌電信號數(shù)據(jù)，以區(qū)分行走步態(tài)中的支撐期和擺動期，根據(jù)實驗結(jié)果判斷雙層窗理論是否有效。 4設(shè)計識別不同路況的采集實驗，選取相關(guān)肌肉，提取肌電信號，并利用雙層移動窗進(jìn)行分析、處理。并編寫MFC窗口程序，將算法識別結(jié)果動態(tài)展示。 通過肌電信號采集和處理可知，肌電信號有其自身的特點。優(yōu)勢在于能夠反映人體運動的主觀意愿；缺點在于其幅值本身較為微弱，采集環(huán)境中帶來很多噪聲，，過多的噪聲為有效信息的提取帶來了困難。本文提出的雙層窗算法對信號進(jìn)行了濾波和特征提取，較為有效的完成了課題預(yù)設(shè)的任務(wù)。但算法的實用性需要在實際的假肢平臺上進(jìn)行驗證、改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】：表面肌電信號 加權(quán)濾波移動窗 限高移動窗 支撐期 擺動期
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• §1-1 研究背景8-9
• §1-2 課題研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1-2-1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1-2-2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10
• §1-3 本論文主要研究內(nèi)容10-12
• 1-3-1 研究目的10
• 1-3-2 研究方法10
• 1-3-3 關(guān)鍵技術(shù)10-11
• 1-3-4 研究意義11-12
• 第二章 肌電信號概述及其在人體下肢運動中的表現(xiàn)12-20
• §2-1 人體肌電信號簡介12-16
• 2-1-1 肌電信號驅(qū)動肌肉的收縮12
• 2-1-2 肌電信號的自身特點12-13
• 2-1-3 表面肌電信號的檢測方法13-14
• 2-1-4 本文所用肌電信號傳感器14-15
• 2-1-5 表面肌電信號的預(yù)處理15-16
• §2-2 人體下肢運動分析16-18
• 2-2-1 平地行走步態(tài)分析16
• 2-2-2 不同路況的步態(tài)分析16-18
• §2-3 肌電信號在人體下肢運動中的表現(xiàn)18-19
• §2-4 小結(jié)19-20
• 第三章 肌肉動作狀態(tài)的判別20-28
• §3-1 基于移動窗的肌電信號濾波算法20-24
• 3-1-1 移動窗簡介20-22
• 3-1-2 基于加權(quán)濾波移動窗的肌電信號濾波算法22-24
• §3-2 基于限高移動窗的肌肉動作識別24-27
• 3-2-1 限高移動窗分析肌電信號24-27
• §3-3 小結(jié)27-28
• 第四章 支撐期擺動期識別的實驗設(shè)計28-34
• §4-1 基于雙層窗的支撐期擺動期識別28-29
• 4-1-1 實驗理論根據(jù)28-29
• §4-2 肌電信號識別支撐期擺動期的實驗設(shè)計29-32
• 4-2-1 肌電信號采集實驗設(shè)計29-31
• 4-2-2 肌電信號算法處理結(jié)果31
• 4-2-3 誤差分析31-32
• §4-3 小結(jié)32-34
• 第五章 路況識別的實驗設(shè)計及仿真系統(tǒng)設(shè)計34-45
• §5-1 路況識別實驗設(shè)計34-38
• 5-1-1 肌肉選取34-35
• 5-1-2 路況識別實驗35-38
• §5-2 實驗仿真系統(tǒng)設(shè)計38-44
• 5-2-1 肌電信號顯示模塊設(shè)計38-39
• 5-2-2 算法模塊和個人信息錄入模塊設(shè)計39-40
• 5-2-3 實驗結(jié)果仿真模塊設(shè)計40-44
• §5-3 小結(jié)44-45
• 第六章 總結(jié)45-46
• §6-1 總結(jié)45
• §6-2 工作展望45-46
• 參考文獻(xiàn)46-49
• 附錄 A 人體下肢肌肉解剖圖49-50
• 致謝50-51
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1027465