穿戴式肌電采集設(shè)備的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，基于生物電信號(hào)的人機(jī)交互技術(shù)是人機(jī)交互的研究前沿和熱點(diǎn)之一。表面肌電信號(hào)記錄了肌肉在自主收縮時(shí)由肌纖維產(chǎn)生的電信號(hào)。它作為生物/機(jī)械人機(jī)接口的一種重要輸入信號(hào)，因其采集方便、對(duì)身體無(wú)創(chuàng)傷的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛重視。但是常規(guī)肌電采集設(shè)備具有體積笨重、價(jià)格較高、不便攜帶的局限性。本論文將基于穿戴式設(shè)備的上肢表面肌電采集與人機(jī)交互技術(shù)結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)出一款可穿戴肌電采集系統(tǒng)，從而使基于表面肌電的人機(jī)接口技術(shù)進(jìn)入家庭成為可能。本論文主要內(nèi)容包

2、括以下兩個(gè)方面:
　　1.穿戴式肌電采集設(shè)備硬件設(shè)計(jì)
　　本論文首先對(duì)表面肌電采集電路各功能單元進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)對(duì)各電路模塊的功能進(jìn)行了細(xì)致分析，提出了常規(guī)表面肌電采集方式的不足。隨后，對(duì)常用肌電采集電路濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，研究對(duì)比了模擬濾波和數(shù)字濾波在表面肌電采集中的功能。通過(guò)對(duì)模擬濾波、放大、數(shù)字濾波、藍(lán)牙技術(shù)、FPC基板、低功耗小封裝器件的巧妙運(yùn)用設(shè)計(jì)了基于NRF51822藍(lán)牙4.0和FPC穿戴式雙通道肌電

3、采集下位機(jī)設(shè)備。
　　2.基于上肢表面肌電信號(hào)手勢(shì)識(shí)別算法的設(shè)計(jì)
　　利用SVM對(duì)傳輸?shù)絇C端的不同手勢(shì)的上肢表面肌電信號(hào)進(jìn)行離線(xiàn)分析，包含了預(yù)處理、特征值的提取、歸一化和SVM核函數(shù)的選擇等。在離線(xiàn)分析獲得滿(mǎn)意的分類(lèi)結(jié)果后，將訓(xùn)練所得模板載入基于SVM分類(lèi)器的在線(xiàn)控制系統(tǒng)，控制受試設(shè)備按照上肢運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的表面肌電信號(hào)完成任務(wù)。其準(zhǔn)確率超過(guò)90％。
　　在上述研究工作的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)完成的穿戴式肌電采集設(shè)備集電極、電極導(dǎo)