肌電信號(hào)（Electromyography,EMG）是伴隨肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的一種重要電生理信號(hào),可實(shí)時(shí)反映肢體的運(yùn)動(dòng)意圖和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。依據(jù)這一生理學(xué)基礎(chǔ),通過放置在皮膚表面的電極采集到肌肉活動(dòng)的表面肌電信號(hào)（Surface EMG,sEMG）實(shí)現(xiàn)的肌電控制（Myoelectric Control）,成為一種重要的人機(jī)接口技術(shù)。按照所采取的控制策略,肌電控制技術(shù)經(jīng)歷了最初的“開關(guān)”控制、比例控制到目前主流的模式識(shí)別控制的發(fā)展過程。前兩種控制策略通過在主動(dòng)肌-拮抗肌對(duì)和一個(gè)控制自由度間建立映射,實(shí)現(xiàn)的肌電控制系統(tǒng)功能單一,可控自由度數(shù)量受限。近年來,基于模式識(shí)別技術(shù)的肌電控制策略,由于其具有多功能和多自由度的優(yōu)勢(shì)成為研究熱點(diǎn)。然而,實(shí)際應(yīng)用中的各種因素嚴(yán)重制約著基于模式識(shí)別策略的肌電控制發(fā)展,使其在臨床和工業(yè)界一直沒有得到廣泛應(yīng)用。其中,傳統(tǒng)肌電模式識(shí)別方法僅從數(shù)據(jù)呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模式,缺乏對(duì)形成運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)肌肉調(diào)控機(jī)制的理解,導(dǎo)致所實(shí)現(xiàn)的肌電控制系統(tǒng)缺乏魯棒性和泛化能力。相比之下,肌肉協(xié)同作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central Nervous System,CNS）募集骨骼肌完成各種肢體動(dòng)作的最小單位,可以解... 

【文章來源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１肌肉協(xié)同理論模型圖（Ｓａｆａｖｙｎｉａｅｔａｌ．，２０１１）??８??

之前采用了取對(duì)數(shù)運(yùn)算進(jìn)行歸一化降低噪聲影響。其次，經(jīng)過上述步驟后，分別??得到了原始ｓＥＭＧ信號(hào)和經(jīng)過對(duì)數(shù)運(yùn)算ｓＥＭＧ信號(hào)的功率譜系數(shù)，將兩者之間??的余弦作為最終的ＴＤＰＳＤ特征。圖２．３給出了?ＴＤＰＳＤ特征提取的流程示意圖，??下文將對(duì)該計(jì)算過程作詳細(xì)介紹。??給定一段長(zhǎng)度為ｉＶ的離散時(shí)間序列ｓＥＭＧ信號(hào)ｘ［／］?（／＝１，２，…，Ａ〇，信號(hào)的采??樣率為＞?Ｈｚ。該ｓＥＭＧ信號(hào)的能量可表示為關(guān)于離散傅里葉變換頻譜系數(shù)義［幻??Ｓｅｃｏｎｄ?Ｆｉｒｓｔ??ｄｅｎｖａｔｖｅ?ｄｅｒｉｖｅ?ＥＭＧＳｉｇｎａｉ??？（）??ｄ２＼ｄｔ＼?＇?ｄ，?ｄｔ?Ｉ?￣＂?ｘ??￣ｎ?ｎ?ｒ??ＣｉＳｉｌ?ｗｄｉｎ????Ｌｊ?Ｐ〇Ｍ？ｒ?ＰｔＭｆｔｒ?Ｐｏｗｅｒ??Ｔｒｏｎｔｆｏｎｎｃｔｉｏｎ?Ｔｔａｎｓ／ｏｒｍａｔｉｏｎ?Ｔｎｎｕｆｏａｎｏｉｉｏｔｉ??，ｉ?ｎ＼ｉ??［＿?１?ｌ?＾?１?Ｉ?????Ｉ?￣?Ｉ?Ｉ?：ｕ：???：」，??：：???Ｌｏｇ（ＷＬ）?ｌｏｇ（／Ｆ）?ｋ＞ｇ｛５）?ｌｏｇ（ｍ〇－ｎｉ＜）?ｉｏｇ（ｍ〇－ｍ２）?ｌ〇ｇ（／ｎ〇）??ｈ?ｆｓ?／ｉ?ｆｓ?ｆｉ?ｆｉ??圖２．３時(shí)間相關(guān)功率譜描述符（ＴＤＰＳＤ）特征提取示意圖（Ａｌ－Ｔｉｍｅｍｙ?ｅｔ?ａｌ．，２０１６）??１９??

??圖３．１融合肌力變化信息的肌電模式識(shí)別算法框圖??３．?３實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與驗(yàn)證方案??３．３．１受試者和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集??ｌ?ｌ???爲(wèi)通??ｋ?Ｉ?００＠？？＠？？￣｜??Ｊ?｜?？？？？？？＠？?｜??、—????—?—?隹，丨■…．．．二．＾??１?１?？＠？？＠＠？０??ＡＢＣＤＥＦＧＨ?［?Ｊｋ??圖３．２本實(shí)驗(yàn)采用的電極陣列及其安置位置示意圖??在本實(shí)驗(yàn)中，采用由３２個(gè)單電極構(gòu)成的高密度電極陣列采集受試者執(zhí)行動(dòng)??作時(shí)產(chǎn)生的表面肌電信號(hào)。該電極將按照４行８列的排布方式放置于受試者的前??臂上，如圖３．２所示。為了保證電極與皮膚的良好接觸以及捕獲豐富的肌電信息，??每一行中的８?jìng)�(gè)電極被均勻的固定在彈力帶中，四條彈力帶將以朧骨內(nèi)上踝到尺??骨莖突距離的１５％位置為起點(diǎn)（以該距離的１５％為間隔）依次安置。單個(gè)電極的圓??？?盤直徑為ｌ〇ｍｍ，其中包含直徑為５＿的信號(hào)記錄面。取決于受試者前臂尺寸??的大小，相鄰兩圓盤的圓心距范圍為１０－１５?ｍｍ。參考電極放置于靠近受試者肘??３１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無線多通道表面肌電信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 胡巍,趙章琰,路知遠(yuǎn),陳香.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2009(11)

博士論文
[1]穿戴式健康監(jiān)護(hù)及人機(jī)交互應(yīng)用中若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 路知遠(yuǎn).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]基于肌電模式的中國(guó)手語識(shí)別研究及康復(fù)應(yīng)用探索[D]. 李云.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]基于表面肌電信號(hào)的人體動(dòng)作識(shí)別與交互[D]. 張旭.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[4]表面肌電信號(hào)的運(yùn)動(dòng)單位動(dòng)作電位檢測(cè)[D]. 李強(qiáng).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]基于肌電信號(hào)的人機(jī)接口技術(shù)的研究[D]. 何樂生.東南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]表面肌電模式識(shí)別的新控制策略研究[D]. 張神權(quán).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]表面肌電干擾相分析在腦卒中后肌力減退評(píng)估中的應(yīng)用[D]. 任曉婷.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]融合表面肌電和運(yùn)動(dòng)傳感器信息的中國(guó)手語手勢(shì)識(shí)別技術(shù)研究[D]. 楊喜東.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3626003