[发明专利]一种多传感器多通道信号同步采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种多传感器多通道信号同步采集系统，包括至少两个信号采集通道组，同一信号采集通道组中具有至少两个信号采集通道，所述每个通道组均各自包括一个采集控制板，采集控制板用于控制各通道组内部各通道的信号同步采集。且所述系统包括一个主控板，所述主控板用于向各采集控制板发送同步采集启动信号，以控制并修正各通道组之间信号采集的同步。本发明可实现将下肢运动信号及肌电信号同步传输至计算机进行数据集成，并最终用于驱动人体下肢的肌肉‑骨骼生物力学模型，以及对人体下肢的运动姿态进行细致的描述和分析。

技术领域

本发明属于传感器数据采集领域，具体涉及一种多传感器多通道信号同步采集同步控制电路系统及方法。本发明可应用于使用运动传感器和表面肌肉电信号传感器这两种采样频率差异较大的传感器对人体下肢的数据进行同步采集。

背景技术

在微电子技术迅猛发展的今天，数据采集系统在很多领域中都发挥着十分重要的作用，比如在人体下肢的肌肉-骨骼生物力学模型的建立中，需要使用人体下肢的运动信号与肌电信号这两种数据来进行分析，由于两种数据的采集方式与采样频率都有显著的差异，这就要求数据采集系统需要分路对两种数据进行采集，同时，只有使用同一瞬时的运动数据与肌电数据组合才能有效地还原出真实的人体运动状况，因此需要大量实时性较高的信号进行相应的分析。综上，人体下肢肌肉-骨骼模型的建立对数据采集系统的准确度、可同时采样的数量、同步性能等方面都有很高的要求，所以需要更深入地对数据采集系统多通道、同步、高精度、抗干扰性能进行研究。这些问题也一直是数据采集系统研究的重点问题。传统的多通道采集往往使用多通道分时复用的方法，这样虽然可以实现对多个通道的实时采样，但是无法同时获得不同通道在同一时刻的测量值，并且还存在采集速率低的缺点。

发明内容

本发明旨在解决传统的多通道采集无法同时获得不同通道在同一时刻的测量值，并且还存在采集速率低的缺点。

为解决上述问题，本发明提出一种多传感器多通道信号同步采集系统，包括至少两个信号采集通道组，同一信号采集通道组中具有至少两个信号采集通道，不同信号采集通道组具有不同的采集频率，所述每个通道组均各自包括一个采集控制板，采集控制板用于控制各通道组内部各通道的信号同步采集；所述系统包括一个主控板，所述主控板用于向各采集控制板发送同步采集启动信号，以控制各通道组之间信号采集的同步。

根据本发明的优选实施方式，所述每个通道组中都有一个通道用于采集所述同步采集启动信号，该同步采集启动信号的采集结果被用于修正不同信号采集通道组之间的采集不同步。

根据本发明的优选实施方式，所述修正不同信号采集通道组之间的采集不同步的步骤为：检测不同信号采集通道组采集的同步采集启动信号的上升沿或下降沿的地址偏移，将该地址偏移除以采样率即得到需要修正的时间差。

根据本发明的优选实施方式，各信号采集通道组内的采样时钟通过时钟扇出电路发送给各信号采集通道。

根据本发明的优选实施方式，所述信号采集通道组为人体运动信号采集通道组和人体肌肉电信号采集通道组。

本发明还提出一种多传感器多通道信号同步采集方法，应用于至少两个信号采集通道组的信号同步采集，同一信号采集通道组中具有至少两个信号采集通道，不同信号采集通道组具有不同的采集频率，所述方法包括：为每个通道组提供一个采集控制板，该采集控制板用于控制各通道组内部各通道的信号同步采集；提供一个主控板，所述主控板用于向各采集控制板发送同步采集启动信号，以控制各通道组之间信号采集的同步。

本发明所提出的多传感器多通道信号同步采集系统及方法可以弥补分时复用方法的不足，可以很好地应用于建模和运动分析中，并且对数据采集系统的研究也有比较重要的意义。

附图说明

图1是本发明的多传感器多通道信号同步采集系统的一个实施例的架构图；