[发明专利]一种基于肌电信号的外骨骼行走模式识别方法

摘要

本发明涉及一种基于肌电信号的外骨骼行走模式识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤(1)肌电信号采集，将肌电电极沿着所选肌群肌纤维的方向贴附在肌腹处，肌电信号传感器通过电极扣与肌电电极相连，固定于外骨骼上的单片机通过导线与肌电信号传感器相连，采集肌电信号；步骤(2)肌电信号调理，经过步骤(1)后，将肌电电极采集的表面肌电信号输入肌电信号传感器进行信号调理；步骤(3)基于阈值分割的SVM‑KNN分类算法进行外骨骼行走模式识别，经步骤(2)处理的表面肌电信号输入单片机进行A/D转换、预处理消除零点漂移、检测特征提取初始时刻、特征提取和基于阈值分割的SVM‑KNN分类算法分类，最终识别外骨骼行走模式。

主权项

一种基于肌电信号的外骨骼行走模式识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)肌电信号采集，将肌电电极沿着所选肌群肌纤维的方向贴附在肌腹处，肌电信号传感器通过电极扣与肌电电极相连，固定于外骨骼上的单片机通过导线与肌电信号传感器相连，采集肌电信号；步骤(2)肌电信号调理，经过步骤(1)后，将肌电电极采集的表面肌电信号输入肌电信号传感器进行信号调理，所述信号调理依次包括隔直处理，放大环节，50Hz工频滤波和低通滤波，将得到的信号输入单片机进行分析处理；步骤(3)基于阈值分割的SVM‑KNN分类算法进行外骨骼行走模式识别，经步骤(2)处理的表面肌电信号输入单片机进行A/D转换、预处理消除零点漂移、检测特征提取初始时刻、特征提取和基于阈值分割的SVM‑KNN分类算法分类，最终识别外骨骼行走模式；所述步骤(3)特征提取初始时刻的具体识别方法如下：对臀中肌表面肌电信号采用移动时间窗的方法识别特征提取初始时刻，对选定肌肉群组在特征提取初始时刻确定之后的150ms进行时域特征提取；a.确定每个移动时间窗的长度M和所取连续移动时间窗的个数N；M的取值范围为30‑80ms，N的取值范围为3‑6；b.对每个移动时间窗内的信号进行积分，求得每个移动时间窗的能量，计算公式为(1)式：c.将移动时间窗的能量与分割阈值λ进行比较，若Q(1)<λ，且Q(2)>λ，Q(3)>λ，…，Q(N)>λ，则第二个移动时间窗的起点为特征提取的初始时刻。