[发明专利]基于混合电断层成像技术的手势识别系统

权利要求书

1.一种基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，包括：

肌肉贴片电极，用于施加外部激励信号以及检测皮肤表面产生的复阻抗激励响应信号；

信号激励和采集模块，用于产生所述外部激励信号，采集所述的复阻抗激励响应信号；

数字信号处理模块，用于接收所述复阻抗激励响应信号，并对L点响应数据进行DFT处理，产生一个实部数据和一个虚部数据；

微控制单元，用于控制模拟开关选择检测通道，并将所有检测通道遍历一周所采集的一帧实部数据和虚部数据发送给蓝牙模块；

蓝牙模块，用于收发实部数据和虚部数据；

复阻抗断层成像模块，用于根据实部数据和虚部数据计算得到复阻抗的幅度和相位，进而通过复阻抗断层成像技术得到基于电阻和电容参数的混合成像图。

2.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述肌肉贴片电极包括N片相同的不锈钢片，分别与N通道的模拟开关相连；N片电极片等间隔排列固定于腕带内，利用腕带的张力使其与手腕或手臂的表面皮肤紧密接触，构成N通道复阻抗传感电路。

3.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述的信号激励和采集模块包括依次相连的信号发生器、数/模转换器、电压跟随器、模拟开关、可编程增益放大器、低通滤波器和模/数转换器，信号激励和采集模块通过直接数字频率合成、数模转换和信号放大驱动产生外部复阻抗激励信号，同时经传感通道的选择、增益放大、噪声滤波和模数转换完成复阻抗激励响应信号的数据采集。

4.根据权利要求3所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述的信号发生器为频率发生器，用于改变信号产生的频率和相位。

5.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述复阻抗幅度和相位计算步骤如下：

第一步是计算所测量频率点的DFT幅度，DFT幅度计算公式为：

其中，R为DSP模块生成的实部数据，I为DSP模块生成的虚部数据；

第二步需要将计算所得幅度值转换为电阻抗值，转换公式为：

其中，增益系数是在系统校正期间通过在VOUT和VIN引脚之间接入定值电阻计算得到，计算公式为：

第三步需要由DSP模块生成的实部和虚部数据计算出响应信号的相位，计算公式为：

第四步将系统测得的相位减去系统相位，即可得到测量阻抗的相位，

其中，为测量阻抗的相位，Φunknow为未知阻抗接入VOUT和VIN时系统测量所得的相位，为在系统校正期间将定值电阻接入系统时测得的系统相位。

6.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述复阻抗断层成像技术优先选用EIDORS软件，一个基于电学或光学数据进行图像重建的有限元分析软件包来实现。

7.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述混合成像图通过深度学习的方法来实现手势的训练、学习和识别。

8.根据权利要求1所述的基于混合电断层成像技术的手势识别系统，其特征在于，所述复阻抗断层成像模块采用上位机或智能移动终端。