抓取模式與力的同步肌電解碼及假肢手肌電控制研究.pdf

1、肌電控制實(shí)現(xiàn)了上肢截肢患者通過大腦指揮假肢手運(yùn)動(dòng)的仿生功能。目前絕大多數(shù)多自由度肌電假肢只具有抓取模式的肌電控制;而殘疾人更期望自主控制假肢手抓取動(dòng)作的同時(shí)，能夠主動(dòng)調(diào)節(jié)相應(yīng)抓取力的大小。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)狀，進(jìn)行抓取模式與力的同步肌電解碼及肌電控制研究。
　　然而，假肢手使用者若要實(shí)施不同的抓取力通常需要?dú)堉思∪馐湛s水平的改變;肌肉收縮水平的變化導(dǎo)致表面肌電信號(hào)非平穩(wěn)性的增強(qiáng)，這樣造成了抓取模式識(shí)別率的下降。
　　針對(duì)上述問題，

2、首先從一般的肌電信號(hào)模式識(shí)別方法開始研究。以抓取模式區(qū)分度及無干擾測(cè)試集下識(shí)別率為指標(biāo)，初步選擇了肌電信號(hào)模式識(shí)別的特征及分類器，其中最高的抓取模式識(shí)別率為98.06±2.05％。
　　然后，考慮肌肉收縮水平變化的情況，提出一種衡量肌電信號(hào)模式識(shí)別方法魯棒性的指標(biāo);基于該指標(biāo)在保證較小訓(xùn)練集的要求下，進(jìn)一步選擇了具有魯棒性的肌電信號(hào)模式識(shí)別方法。
　　其次，研究肌電信號(hào)力解碼問題。分析能夠體現(xiàn)抓取力大小的肌電信號(hào)特征;在盡量

3、小的訓(xùn)練集前提下，比較“分類法”和“閾值法”兩種離散力解碼方法。分析結(jié)果表明閾值法表現(xiàn)較好而且僅需少量訓(xùn)練樣本。
　　結(jié)合上述魯棒性的模式識(shí)別方法和閾值判斷的力解碼方法，提出了抓取模式與力的同步肌電解碼方案——以肌電信號(hào)倒譜系數(shù)、斜率符號(hào)變化數(shù)組合為特征和以線性判別分析為分類器的模式識(shí)別方法;以閾值判斷肌電信號(hào)絕對(duì)值均值等級(jí)為基礎(chǔ)的離散力解碼方法。基于該方案，在小訓(xùn)練集下的一種離線實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:抓取模式解碼平均正確率為87.95±5