[发明专利]人体下肢行走关节角度肌电连续解码方法

摘要

本发明公开一种人体下肢行走关节角度肌电连续解码方法，利用光学运动捕捉系统记录人体行走过程中下肢体表光学标记点的运动轨迹，通过人体下肢运动学建模精确计算下肢关节运动角度；同步采集人体行走过程中与下肢运动相关的八块主力肌肉的表面肌电信号，通过滤波、整流预处理提取其活动强度信息，通过主成分分析方法提取描述表面肌电信号强度的最优独立特征向量集；采用基因表达式编程符号回归分析方法，构建从表面肌电信号特征(自变量)到矢状面关节运动角度(因变量)的非线性回归模型，预测下肢运动轨迹。本发明主要应用于医疗康复机械的设计制造。

主权项

1.一种人体下肢行走关节角度肌电连续解码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用光学运动捕捉系统记录人体下肢行走运动三维坐标，通过人体下肢运动学建模方法计算下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动角度；步骤二、通过16路肌电仪同步采集运动期间人体下肢运动相关8块肌肉的表面肌电信号，8块肌肉具体为：股直肌、股外侧肌、股二头肌、半腱肌、比目鱼肌、腓肠肌内侧、腓肠肌外侧和胫骨前肌；步骤三、对采集的8块肌肉的表面肌电信号进行滤波、整流预处理提取肌电活动强度信息，并使用PCA方法对肌电活动强度信息降维，提取肌电活跃度主分量；步骤四、以步骤三选择所得的肌电活跃度主分量作为输入量和以步骤一计算所得关节运动角度作为输出量构建训练集，使用GEP符号回归分析方法，建立非线性下肢关节角度预测模型；步骤五、采集人体下肢行走运动相关8块肌肉的表面肌电信号，8块肌肉具体为：股直肌、股外侧肌、股二头肌、半腱肌、比目鱼肌、腓肠肌内侧、腓肠肌外侧和胫骨前肌；对采集的8块肌肉的表面肌电信号进行滤波、整流预处理提取肌电活动强度信息，并使用PCA方法对肌电活动强度信息降维，提取肌电活跃度主分量；将提取的肌电活跃度主分量输入所述非线性下肢关节角度预测模型中，获得人体下肢髋关节、膝关节和踝关节的运动角度预测值。