基于Labview平臺(tái)的肌電假肢控制系統(tǒng)研究.pdf

1、伴隨著社會(huì)的發(fā)展、醫(yī)療水平的進(jìn)步，提高殘疾人的生活水平已成為一項(xiàng)重要的民生問題。隨著人工假肢控制技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多種適合不同截肢人群的假肢，以幫助他們改善工作和生活。但是由于傳統(tǒng)假肢控制方法的固有的局限性，當(dāng)前假肢還存在著功能單一、控制緩慢、動(dòng)作笨拙等問題。
　　 表面肌電信號(hào)(surface electromyogram，簡(jiǎn)稱sEMG)，一種腦電發(fā)出的動(dòng)作控制指令在肌肉皮膚表面的體現(xiàn)。由于表面肌電信號(hào)控制的假肢上肢具有

2、的直觀控制、自然等優(yōu)點(diǎn)，使得基于模式識(shí)別的肌電假肢控制方法成為當(dāng)前假肢研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。虛擬儀器(Virtual Instruments，簡(jiǎn)稱VI)是儀器技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的革命性產(chǎn)物，它從根本上更新了儀器的概念，代表了今后儀器儀表的發(fā)展方向。
　　 本論文采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建了表面肌電信號(hào)檢測(cè)、分析平臺(tái)，并用Labview進(jìn)行信號(hào)處理，完成了以下幾個(gè)方面的工作和研究：
　　 (1)表面肌電信號(hào)采集及分析系

3、統(tǒng)構(gòu)建，系統(tǒng)由六個(gè)模塊組成，分別是采集模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、頻域分析模塊、特征提取模塊和模式識(shí)別模塊，其中特征提取模塊包括肌電信號(hào)的廣義維數(shù)譜、多重分形譜、小波特征和基本時(shí)域特征，并在設(shè)計(jì)的分類器下測(cè)試各類特征的分類效果。
　　 (2)在構(gòu)建的系統(tǒng)下進(jìn)行表面肌電信號(hào)的特征提取，特征種類的選擇對(duì)我們的識(shí)別效果有很大的影響，這直接影響著動(dòng)作模式識(shí)別率。從現(xiàn)有的研究方法來(lái)看，表面肌電信號(hào)的特征種類有很多種，本文分析現(xiàn)有肌電信號(hào)識(shí)別

4、方法的局限性，并將非線性的方法引入到表面肌電信號(hào)研究中，以肌電信號(hào)的廣義維數(shù)為特征來(lái)識(shí)別多種動(dòng)作模式并和傳統(tǒng)特征進(jìn)行對(duì)比，得出新老方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為進(jìn)一步研究表面肌電信號(hào)提供指導(dǎo)。
　　 (3)在模式識(shí)別模塊，用支持向量機(jī)算法設(shè)計(jì)分類器對(duì)sEMG進(jìn)行分類研究，完成多分類器的設(shè)計(jì)，并用該分類器結(jié)合所提取的特征對(duì)表面肌電信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作模式分類。采用交叉驗(yàn)證算法對(duì)支持向量機(jī)分類器RBF核函數(shù)參數(shù)尋優(yōu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的分類器有很好的性能