表面肌電模式識(shí)別的新控制策略研究.pdf_第1頁(yè)
已閱讀1頁(yè),還剩74頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、人體的所有動(dòng)作都是通過(guò)多塊肌肉在神經(jīng)控制系統(tǒng)的支配下互相協(xié)調(diào)共同完成的。伴隨肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的肌電信號(hào)(Electromyography,EMG)是一種重要的電生理信號(hào),可以實(shí)時(shí)地反映出肢體的運(yùn)動(dòng)意識(shí)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。依據(jù)這樣的生理學(xué)基礎(chǔ),從放置于皮膚表面的電極捕獲表面肌電信號(hào)(SurfaceEMG,sEMG)實(shí)現(xiàn)的肌電控制技術(shù)一直是廣受關(guān)注的研究課題,其在假肢控制、人機(jī)交互以及神經(jīng)肌肉疾病康復(fù)治療等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。從實(shí)現(xiàn)的控制策略角度,肌

2、電控制已經(jīng)從最初僅支持單自由度的開(kāi)關(guān)控制、經(jīng)比例控制發(fā)展到當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的多自由度控制,取得了許多令人矚目的成就。特別是近年來(lái)興起的基于模式識(shí)別的肌電控制策略,由于其革命性地?cái)U(kuò)展了肌電控制的可控自由度數(shù)量,已經(jīng)成為了當(dāng)前肌電控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
  本論文在表面肌電模式識(shí)別的基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入探索,以人體最具靈巧性的手勢(shì)動(dòng)作為研究對(duì)象,提出了更貼近人體自然運(yùn)動(dòng)控制方式的新型肌電控制策略與相應(yīng)實(shí)現(xiàn)方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提策略與方

3、法的有效性。本論文的研究成果將有助于實(shí)現(xiàn)更加自然和諧的肌電控制系統(tǒng),對(duì)肌電假肢控制、人機(jī)交互甚至腦卒中康復(fù)訓(xùn)練等研究與應(yīng)用均具有重要指導(dǎo)意義。本文具體的研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)主要有:(1)變化收縮力對(duì)肌電模式識(shí)別影響研究。此研究基于多通道電極陣列采集的高密度sEMG,系統(tǒng)地研究了不同的肌肉收縮力水平與肌電模式之間的關(guān)系,結(jié)合電極陣列所提供的空間特征,提出了適用于收縮力變化情況下,具有良好魯棒性的肌電模式識(shí)別策略,并進(jìn)一步設(shè)計(jì)了面向?qū)嵱没募‰?/p>

4、控制方案。不同收縮力下的模式識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了所提出的肌電控制策略的有效性,本研究成果可以為實(shí)現(xiàn)適用于變力情況的肌電控制系統(tǒng)提供訓(xùn)練指導(dǎo)與電極安放的參考依據(jù)。
  (2)基于任務(wù)間共有協(xié)同的肌電模式識(shí)別研究。此研究的目的是探索動(dòng)作任務(wù)間的共有協(xié)同在肌電模式識(shí)別中的應(yīng)用。目前通過(guò)肌肉協(xié)同理論來(lái)解釋人體運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)制已經(jīng)得到了越來(lái)越多研究人員的認(rèn)可,而非負(fù)矩陣分解(NMF)在許多協(xié)同分析的研究中都有成功應(yīng)用。本研究針對(duì)肌肉協(xié)同在肌電模

5、式識(shí)別中的應(yīng)用,提出了任務(wù)間共有協(xié)同提取的判別非負(fù)矩陣分解(DNMF)算法。研究對(duì)12類手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行了分類識(shí)別,并與傳統(tǒng)的協(xié)同提取算法作比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了判別非負(fù)矩陣分解在肌電模式識(shí)別中的可行性與有效性。
  (3)基于任務(wù)特有協(xié)同的多自由度并行控制策略研究。此研究的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)精細(xì)手指運(yùn)動(dòng)的多自由度并行控制。研究以靈巧的五指運(yùn)動(dòng)為研究對(duì)象,每個(gè)手指對(duì)應(yīng)一個(gè)自由度,提出了多自由度的并行控制策略。在單一自由度水平上,針對(duì)手指的不同狀

6、態(tài)利用NMF提取特有協(xié)同,依據(jù)特有協(xié)同重構(gòu)樣本特征的失真程度來(lái)判定該自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。最終,通過(guò)對(duì)多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決策的融合判定手指運(yùn)動(dòng)模式。為了驗(yàn)證所提方法的有效性,對(duì)健康受試者多手指組合運(yùn)動(dòng)的多類手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行了多自由度的并行識(shí)別,并與傳統(tǒng)的模式識(shí)別算法(串行控制策略),以及所提并行控制框架集成常規(guī)分類器的方法做了比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了基于任務(wù)特有協(xié)同的多自由度并行控制策略不僅更接近人體運(yùn)動(dòng)的自然控制方式,而且具有更高的控制性能。進(jìn)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論