[发明专利]基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统

权利要求书

1.基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，包括肌电信号电极(1)、LDA分类器(22)、编码模块(23)、运动控制模块(24)和训练模块(26)；

肌电信号电极(1)，用于采集使用者的肌电信号；

训练模块(26)，用于根据训练模式采集的肌电信号进行训练，得到分类器参数；

LDA分类器(22)，用于读取分类器参数，完成LDA分类器(22)的初始化，利用初始化后的LDA分类器(22)对采集的肌电信号进行分类，并将分类结果发送给编码模块(23)；

编码模块(23)，用于统计肌电信号的持续时间，根据持续时间对肌电信号进一步分类；

编码模块(23)采用状态机实现，具有两个工作状态：姿势选择状态和运动控制状态；进一步分类后的肌电信号对两个工作状态进行切换；

处于姿势选择状态时，用于根据进一步分类后的肌电信号产生姿势编码；

处于运动控制状态时，用于根据肌电信号设定运动方向；

运动控制模块(24)，根据编码模块(23)发送的姿势编码和运动方向对假手各个手指的运动进行规划并控制各个手指沿规划好的轨迹运动。

2.根据权利要求1所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，LDA分类器(22)根据LDA分类算法将接收到的肌电信号分类为屈肌信号F、伸肌信号E、同步信号C和放松信号r。

3.根据权利要求2所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，编码模块(23)将持续时间超过阈值T的F、E、C进一步分类为编码屈肌信号f、编码伸肌信号e、切换同步信号c，将持续时间不超过阈值T的F、E、C保持原来分类。

4.根据权利要求3所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，当肌电信号的分类结果为切换同步信号c时，对编码模块(23)的工作状态进行切换，由当前的工作状态切换为另一个工作状态；切换为姿势选择状态后，编码堆栈清空；

当编码模块(23)处于姿势选择状态时，将肌电信号的分类结果送入一个深度为2的先进先出的编码堆栈中，则编码堆栈状态一共有7种，即空、f、e、ff、ee、fe、ef，7种编码堆栈状态即姿势编码对应7种预设的抓取姿势，分别为圆柱抓取、圆球抓取、三指捏取、侧边捏取、两指捏取、四指弯曲、食指指示；

当编码模块(23)处于运动控制状态时，编码模块(23)用于确定假手的运动方向，具体为：

当肌电信号的分类结果为编码屈肌信号f或者屈肌信号F时，则假手的运动方向为闭合方向；

当肌电信号的分类结果为放松信号r或者同步信号C时，则假手各手指保持当前位置；

当肌电信号的分类结果为编码伸肌信号e或者伸肌信号E时，则假手的运动方向为张开方向。

5.根据权利要求1所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，还包括ADC转换模块(21)，所述肌电信号电极(1)包括信号采集模块(11)和信号处理模块(12)；

信号采集模块(11)，用于将接收到的原始肌电信号发送给信号处理模块(12)；

信号处理模块(12)，用于对接收到的原始肌电信号进行处理，得到可识别的肌电信号，并发送给ADC转换模块(21)；

ADC转换模块(21)，用于将表征肌电信号的模拟信号转换为数字信号，并发送给LDA分类器(22)和训练模块(26)。

6.根据权利要求1所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，还包括人机交互模块(25)；

人机交互模块(25)，包括使用模式选择开关、LDA分类器指示灯、编码模块状态指示灯；

使用模式选择开关用于选择是否进入训练模式；

LDA分类器指示灯用于对分类结果进行指示；

编码模块状态指示灯用于对编码模块(23)的工作状态进行指示。

7.根据权利要求1所述的基于FSM的多自由度假手快速肌电编码控制系统，其特征在于，还包括存储模块(27)；

存储模块(27)，用于接收分类器参数并进行存储。