基于模式識別的肌電信號動作分類性能研究.pdf

1、隨著人口的增長、醫(yī)療的進步、人口老齡化的發(fā)展和近年來世界上發(fā)生的一些局部戰(zhàn)爭及沖突的增多，肢體截肢人群數(shù)量不斷增加，與此同時人工假肢控制技術(shù)不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種適合不同截肢人群，能夠幫助他們工作與生活的假肢上肢。但是由于傳統(tǒng)假肢控制方法的固有局限，當(dāng)前假肢存在著功能單一、控制緩慢、動作笨拙等問題。
　　 肌電信號控制的假肢上肢具有的直觀控制、自然等優(yōu)點，使得基于模式識別的肌電假肢控制方法成為當(dāng)前假肢研究領(lǐng)域的熱點問題之一。該方法

2、的理論基礎(chǔ)是肌肉電信號EMG包含人體肢體的運動神經(jīng)信息，對EMG信號進行動作分類，可以得到截肢者想要做的肢體動作類型，再根據(jù)識別的動作類型操控假肢完成相應(yīng)的動作。
　　 從采集的肌電信號中提取出信號特征參數(shù)，再根據(jù)特征利用模式識別方法識別出使用者的“意圖”運動是肌電假肢控制方法的核心內(nèi)容。在有限的肌電信號中提取出更多有關(guān)肌肉收縮狀態(tài)和肢體運動的信息，即特征參數(shù)的選擇是肌電假肢研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。此外，肌電信號是一種微弱的生物

3、電信號，受到多種因素的影響，研究這些因素對信號的干擾程度能夠為肌電假肢研究提供有益的指導(dǎo)。
　　 本文對基于模式識別的肌電假肢關(guān)鍵技術(shù)進行深入研究，圍繞肌電假肢控制方案的框架與組成部分展開一系列的工作。在詳細(xì)探討肌電信號的產(chǎn)生機理與采集、信號預(yù)處理與特征提取的基礎(chǔ)上，將線性判別分析法應(yīng)當(dāng)肌電信號動作判別中，建立了基于模式識別的肌電假肢控制方案框架。論文的主要工作如下：
　　 1)構(gòu)建了基于模式識別方法的肌電假肢控制方案的

4、框架體系。在分析國內(nèi)外肌電假肢的研究狀況，以及當(dāng)前商業(yè)假肢的發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合假肢使用者的需求，給出了基于模式識別的肌電假肢控制方案的總體框架，并對框架所涉及的各個部分進行了簡要介紹。
　　 2)提出了特征參數(shù)迭代選擇算法并將其應(yīng)用到特征參數(shù)的選擇中，創(chuàng)造性地從肌電信號中提取了八個時域特征和不同階次的AR模型系數(shù)，利用模式識別方法中的線性判別分析法構(gòu)造分類器，分別研究了將時域特征、AR模型特征以及兩種特征組合作為信號特征集合