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文檔簡介
1、肌電信號(hào)伴隨著肌肉的收縮而產(chǎn)生,這種生理電信號(hào)在神經(jīng)生理學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、體育科學(xué)以及模式識(shí)別等領(lǐng)域都有很多應(yīng)用。目前肢體殘疾人的數(shù)量仍然很大,為了肢體殘疾人能得到更好的康復(fù)治療,越來越多的科研機(jī)構(gòu)著力于基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究和探索。
本文考慮到表面肌電信號(hào)幅值微弱、低頻易受干擾的特點(diǎn),針對手部殘障人士設(shè)計(jì)了一款基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)。具體的實(shí)現(xiàn)方法包括:采集電路的設(shè)計(jì)、采集軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的算法處理以及對機(jī)械手的實(shí)時(shí)控
2、制。其中,主要工作集中在肌電采集電路的設(shè)計(jì),肌電采集電路包括模擬部分和數(shù)字部分。模擬電路中首先采用自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器和具有高共模抑制比的儀用運(yùn)放構(gòu)成前置放大電路;然后設(shè)計(jì)了有源高通濾波電路濾除直流信號(hào)的影響,搭建了陷波電路去除工頻干擾;采用自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器搭建了二階有源低通濾波電路。數(shù)字部分使用到16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP以及USB芯片。肌電信號(hào)在采集電路上首先經(jīng)過放大和濾波處理,然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后交給DSP進(jìn)行預(yù)處理,并實(shí)時(shí)通過USB
3、芯片將數(shù)據(jù)傳至PC機(jī)保存,之后在PC上進(jìn)行活動(dòng)段檢測、特征提取、模式分類等相應(yīng)的算法處理,獲得對各種手勢的識(shí)別結(jié)果,最后再將不同的手勢解析成相應(yīng)的命令進(jìn)行輸出,實(shí)時(shí)控制機(jī)械手臂。
經(jīng)過多次測試,基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)可以有效采集到人體前臂處表面肌電信號(hào),且對選取的六種手勢識(shí)別率在92%以上,識(shí)別率高。測試結(jié)果說明本文設(shè)計(jì)的基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)性能良好,在手部殘障人士的康復(fù)訓(xùn)練,聾啞人的手勢判別,以及基于虛擬手控制的智能家
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