[发明专利]基于随机共振的肌电假手控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及特殊器械控制领域，尤其是一种基于随机共振的肌电假手控制方法，适于肌电假手的控制。

背景技术

肌电假手使用肌电信号作为假手的控制信号，通过提取肌电信的特征，识别肌电信号代表的动作来控制假手的开合。这种控制模式由于符合人体的操作习惯、动作自然而受到广泛的关注。然而肌电信号为微弱信号，从残疾人残臂上采集得到肌电信号中带有较大的噪声，不利于假手的稳定控制。随机共振是一种噪声对微弱信号起到协助与增强作用的非线性现象，采用随机共振技术可以很好将肌电信号中的有用成分凸显出来、抑制信号中噪声，提高肌电假手控制的准确性和稳定性。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于随机共振的肌电假手控制方法，能够实现肌电信号中噪声的主动抑制，提高肌电假手动作控制的准确性和稳定性。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于随机共振的肌电假手控制方法，包括以下步骤：

步骤1：取第一肌电传感器和第二肌电传感器，所述第一肌电传感器和第二肌电传感器分别用于采集手臂上的一对拮抗肌的肌电信号中的张开肌电信号EMG1和手臂上的该对拮抗肌的肌电信号中的闭合肌电信号EMG2；然后对张开肌电信号EMG1及闭合肌电信号EMG2进行放大、取绝对值处理，得到预处理后的张开肌电信号EMG1及预处理后的闭合肌电信号EMG2；

步骤2：肌电信号动作识别，输出假手的期望握力F_d，详细步骤如下：

步骤2.1：将步骤1得到预处理后的张开肌电信号EMG1及预处理后的闭合肌电信号EMG2，分别输入电压比较器进行比较，其中：

将预处理后的张开肌电信号EMG1分别输入第1个至第N个电压比较器进行比较；将预处理后的闭合肌电信号EMG2分别送入第N+1个至第2N个电压比较器进行比较，N>=2；所述第1个至第2N个电压比较器用于实现：当输入信号大于或等于电压比较器的门限电平时，比较器输出高电平1；当输入信号小于电压比较器的门限电平时，比较器输出低电平0，第n个比较器的门限电平为V_REFn，表达如下：

VREFn=n×VmN,(1≤n≤N)(n-N)×VmN,(N+1≤n≤2N)]]>

其中，V_m为预处理后的肌电信号的最大值；

步骤2.2：将第1个至第N个电压比较器的输出按序号从小到大顺序进行排列并发送至微处理器，将第N+1个至第2N个电压比较器的输出按序号从小到大顺序进行排列并发送至微处理器，微处理器根据电压比较器的输出信号分别控制第一DA转换器和第二DA转换器输出电压信号V_o1和V_o2，其中：

对于第1个至第N个电压比较器的输出信号，若第1个电压比较器的输出为0，则微处理器控制第一DA转换器输出的电压为：

V₀₁＝0，

若第n个（n<N）比较器的输出信号为1且第n+1个比较器的输出信号为0，则微处理器控制第一DA转换器输出电压为：