基于无线通讯的表面肌电信号识别控制系统

发布时间：2017-05-16 09:14

  本文关键词：基于无线通讯的表面肌电信号识别控制系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：肌电信号(Electromyogram, EMG)是在人体运动意图的刺激下,肌肉纤维规律性动作所产生的微弱电信号,与人体动作相关也蕴含了反映运动意图的信息。因此,通过对肌电信号的分析处理,可以获取人体的动作模式和运动意图。基于肌电信号的控制系统在康复医学,假肢控制,生物医疗等应用领域具有巨大的应用前景。本课题的主要研究目的是基于表面肌电信号(surface Electromyogram, sEMG)的分类识别构建一个具有无线通讯和控制功能的系统,研究工作包括了表面肌电信号的分析方法、人体手势动作获取方法、无线通信系统的搭建以及实时界面显示控制系统的构建。 首先对表面肌电信号进行采集、分析和处理。设计实验环境,采集人体手腕处肌肉群的三处表面肌电信号,使用独立分量分析方法对混杂在表面肌电信号的心电伪迹进行了分离处理。其次对表面肌电信号进行特征提取和分类识别。将肌电信号的排列组合熵,方差与各导数据之间相关性作为特征参数,结合模糊-神经网络方法,对手腕的运动模式进行分类识别。最后构建并实现无线通讯和控制平台。结合无线通讯技术,以Zigbee为信号传输节点,将表面肌电信号手势识别结果以无线的方式传入客户端设备中,将控制命令应用于以VB构建的实时处理平台,包括对控制系统的操作及实时手势动作的显示界面。 通过对整个无线控制系统的实验调试,该系统操作简单,上手容易,具有良好的实时性能。本课题的研究工作能够为辅助手臂装置或残障人士轮椅控制提供新的模式,有应用价值。
【关键词】：表面肌电信号 手势动作 特征提取 无线通讯 实时控制平台
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.04;TN911.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 课题研究内容12
• 1.4 章节安排12-14
• 第2章 神经肌肉控制系统理论基础14-23
• 2.1 肌肉神经控制原理14-16
• 2.2 动作肌电信号的产生机理16-17
• 2.3 特征提取方法17-19
• 2.3.1 方差特征17-18
• 2.3.2 排列组合熵特征18
• 2.3.3 小波变换特征18-19
• 2.4 分类识别方法19-21
• 2.4.1 线性分析方法19-20
• 2.4.2 非线性分析方法20-21
• 2.5 小结21-23
• 第3章 表面肌电信号控制系统应用与无线通信技术23-32
• 3.1 表面肌电信号控制系统应用23-26
• 3.1.1 多自由度假肢控制系统23-24
• 3.1.2 基于表面肌电信号的辅助康复24-25
• 3.1.3 基于肌电信号的智能轮椅控制装置25-26
• 3.2 无线控制技术26-31
• 3.2.1 ZigBee协议基础26-29
• 3.2.2 ZigBee协议栈29-31
• 3.3 小结31-32
• 第4章 表面肌电信号特征提取与动作识别32-46
• 4.1 表面肌电信号前期处理32-35
• 4.1.1 表面肌电肌电信号ICA滤波32-34
• 4.1.2 ICA滤波结果34-35
• 4.2 手势动作分类识别35-40
• 4.2.1 数据采集35-38
• 4.2.2 识别结果38-40
• 4.3 实验结果与分析40-45
• 4.4 小结45-46
• 第5章 无线通讯控制系统构建46-57
• 5.1 实验设计46-47
• 5.2 Zigbee模块设计47-50
• 5.3 VB模块设计50-53
• 5.4 实验结果与分析53-56
• 5.5 小结56-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 工作总结57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所获奖项65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 ;An Anthropomorphic Robot Hand Developed Based on Underactuated Mechanism and Controlled by EMG Signals[J];Journal of Bionic Engineering;2009年03期

2 茹世荣,汪丹;利用VB实现串口通讯在水工闸门远程控制系统中的应用[J];吉林水利;2005年03期

3 胡宇川,季林红;一种偏瘫上肢复合运动的康复训练机器人[J];机械设计与制造;2004年06期

4 王煜;;无线局域网的安全保密技术[J];科技广场;2009年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李强;表面肌电信号的运动单位动作电位检测[D];中国科学技术大学;2008年

  本文关键词：基于无线通讯的表面肌电信号识别控制系统，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：370424