基于肌肉电信号的仿人型假手控制

被引量 : 0次 | 上传用户:ASD121406113
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
基于肌电控制的仿人型假手常被用于截肢患者的肢体复健,具有拟人化和多自由度等特点,可以完成日常生活中基本抓握动作,如握住杯子,捏住钥匙等,但是相应的肌电控制策略面临着可控模式较少、准确率不高等不足。本文在国内外相关研究的基础上,改进基于模式识别的肌电控制策略,以较高的准确率完成了八类手势的离线训练和在线识别,并实现了仿人型虚拟假手和仿人型机械假手的运动控制。文中首先对国内外常用的肌电控制策略进行了综述,重点分析了基于模式识别的肌电控制策略,并提出本文的研究目标,即使用两通道的肌电控制系统准确识别八类抓握手势,并控制仿人型假手做出正确手势。这八类手势包括:圆柱抓取、勾取、侧边捏取、指向、放松、球形抓取、三指捏取和两指捏取。本文设计了肌电控制系统的总体框架,将其划分为信号源、信号采集、信号处理和假手控制四个环节,介绍了各环节实现所需的关键技术,然后基于该框架完成各类手势肌电信号的离线训练和在线识别。在离线训练阶段,本文研究了多种特征及其组合对识别结果的影响,确定绝对均值、方差和4阶AR系数为最优特征组合,其组成12维的特征向量来代表原始肌电信号。在特征降维时,通过比较不同降维程度带来的识别结果,确定LDA算法最佳降维程度为7维。随后本文提出“前平滑”的处理方式,将当前降维后的特征向量与前一个进行平均,再将平均后的特征向量送入LDA分类器,该步处理提升了离线平均识别率。对于在线识别阶段,本文采用重叠加窗的数据分割方式,在原最优特征集中加入样本熵特征,进一步提高了离线平均识别率。对于重叠窗口方案带来的判定流,本文使用了“后平滑”的处理,即将当前识别结果与前m个识别结果进行平滑,从而得出最终判定。综合考虑识别结果准确率与系统延迟,本文定义了m的最佳值。该在线识别方案能够很好地实时识别各受试者手势,同时也适用于连续手势切换的识别。对于特别熟练的受试者,其在不同手势之间任意切换时,该在线识别方案能提供较高的识别率。最后,本文建立了虚拟假手,用于直观展示在线识别的结果,其能跟随人手动作而动作。另外,本文搭建了仿人型机械假手的控制平台,初步实现利用肌电信号控制机械假手完成物体抓握。
其他文献
"复制"被美国学者弗雷德里克.詹姆逊认作后现代主义"最基本的主题"。以复制为表现形式的西方文化霸权在所到之处造成文化孤岛的同时,也暴露出自我孤立的尴尬和潜藏的痼疾。《
旅游资源与旅游区位的地域差异是客观存在的,对区域旅游发展空间错位及其原因的分析可为促进区域旅游均衡发展提供科学依据。本文以安徽省16个地级市为研究单元,运用重力模型
<正> 笔者近几年应用增液芩连四物汤(即增液汤和芩连四物汤)加味治疗多种原因引起的月经过多45例,取得了较好的疗效,现报道如下; 临床资料:本组45例患者,年龄12~50岁,平均年龄
京剧是中国的国粹,它不仅受到中国人的喜爱,而且不少外国人也对它非常着迷。在中国邻邦日本,更是有不少人对中国京剧产生了特殊兴趣,辻武雄就是非常突出的一位。辻武雄(1868-
针对交直流混合微电网,提出一种接口换流器与直流侧电网储能DC/DC换流器的协调控制策略。不管系统工作在何种状态,储能DC/DC换流器始终进行电压控制以实现直流侧电压的零偏差
本文通过气相色谱法对市售油茶籽油、橄榄油、棕榈油、大豆油、菜籽油、葵花仁油、玉米油和花生油等植物油中的饱和脂肪酸如豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸与不饱和脂肪酸
职业院校在学生宿舍管理中推行和实施6S管理,形成了具有职业院校特色的宿舍管理模式和独特的宿舍文化氛围。文章概述了职业院校学生宿舍6S管理文化的基本内涵,分析了建设学生
创新型教师培养背景下公共教育学的教学困境主要表现为目标困境、地位困境、认同困境、教学困境和评价困境。提高公共教育学教学质量的有效途径主要包括:树立培养创新型教师
<正>2012年以来,寿光市围绕"打造国内一流的干部教育培训基地"工作目标,积极整合红色资源、党建资源和现代农业优势,规划建设"两馆三基地",整体推进干部教育培训载体建设,取
60年代以来,美国研制了10余种一次性使用运载火箭.在70年代末航天飞机发射成功后,美国曾忽视一次性使用火箭的发展.但航天飞机有其固有缺点,不能完全满足未来空间开发的需求.