The invention discloses a human upper limb condition monitoring system of surface EMG signal and judgment method based on the monitoring system includes signal acquisition module, signal processing module and pattern recognition module; the signal acquisition module collects the human upper limb surface electromyography, and converted into digital signals; signal processing module preprocessing and feature extraction of digital signal; feature vector pattern classification module on the input identification, and the feature vector belongs to the type of output, determine the upper limb muscle; the judgment method of acquiring the sEMG signal through the signal through the signal processing module; module of sEMG signal processing; pattern classification module through the pattern recognition of body surface EMG signal. By using the above scheme, the effective EMG signal is extracted and analyzed accurately, which saves cost, greatly reduces the amount of calculation and improves the real-time performance of the system. It has a very good market value.
【技术实现步骤摘要】
一种基于表面肌电信号的人体上肢肌肉状态监测系统及判断方法
本专利技术涉及医学检测领域,尤其涉及的是,一种基于表面肌电信号的人体上肢肌肉状态监测系统及判断方法。
技术介绍
表面肌电信号(sEMG)是测量到的肌肉的皮肤表面的电势。通过放大、滤波和采样的处理,可将sEMG调整为合适的数据段,然后运用数据处理技术对其进行特征提取。利用分类器对提取到的特征进行模式识别,可判断人体肌肉的状态,包括肌肉在进行何种动作,以及肌肉是否处于疲劳状态。判断肌肉在进行何种动作,可以通过sEMG进行外骨骼设备的控制。也可以利用虚拟现实技术,控制虚拟场景中的设备。判断肌肉是否处于疲劳状态,对于判断人体工作状态,尤其是对于运动员或者高空作业人员有很大的意义。经过对现有技术的检索发现,中国专利技术专利公布号:CN105361880A,公布日期:2016年3月2日,名称:肌肉运动事件的识别系统及其方法。该专利技术公开了一种肌肉运动事件的识别系统及方法。系统由肌电采集模块和脑电采集模块组成的信号采集模块、信号处理模块和信号识别模块共同组成。采用肌电信号与脑电信号综合分析的方法,包括以下步骤:采集肌肉活动模拟信号以及脑部活动模拟信号;对采集的信号进行处理并进行事件探测;对探测到的事件进行模拟识别并标记分类。该专利技术能够在神经生理检测与诊断领域高效标记出有效肌电信号,并对所标记的肌电和脑电信号事件进行精确的分析处理。但是,该专利技术同时采集肌电信号与脑电信号,不仅增加了成本,并且增加了计算量,影响系统在线识别实时性。因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提 ...
【技术保护点】
一种基于表面肌电信号的人体上肢肌肉状态监测系统,其特征在于,包括信号采集模块、信号处理模块及模式分类模块;所述信号采集模块用于采集人体上肢表面肌电信号,并将模拟信号转换为数字信号,传送给信号处理模块;所述信号处理模块用于对信号采集模块送来的数字信号进行预处理和特征提取;所述模式分类模块用于对输入的特征向量进行辨识,并将这些特征向量所属的类型输出,判断上肢肌肉状态;所述信号采集模块包括稳压电源单元、传感器单元、模拟信号放大单元、带通滤波单元、A/D转换单元及数据传送单元,所述稳压电源单元分别与信号采集模块的各个单元连接,所述传感器单元、模拟信号放大单元、带通滤波单元、A/D转换单元及数据传送单元依次连接;所述稳压电源单元用于将220伏交流电压转换为高精度直流5伏电压,为所述信号采集模块提供稳定电压;所述传感器单元用于采集肌肉活动所产生的生理电信号;所述模拟信号放大单元用于将采集到的表面肌电信号模拟量进行放大处理,避免肌电信号幅值过于微弱的影响;所述带通滤波单元用于将放大后的表面肌电信号模拟量进行滤波处理,选取通过20~450Hz的信号,消除噪声干扰;所述A/D转换单元,用于将采集到的表面 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于表面肌电信号的人体上肢肌肉状态监测系统,其特征在于,包括信号采集模块、信号处理模块及模式分类模块;所述信号采集模块用于采集人体上肢表面肌电信号,并将模拟信号转换为数字信号,传送给信号处理模块;所述信号处理模块用于对信号采集模块送来的数字信号进行预处理和特征提取;所述模式分类模块用于对输入的特征向量进行辨识,并将这些特征向量所属的类型输出,判断上肢肌肉状态;所述信号采集模块包括稳压电源单元、传感器单元、模拟信号放大单元、带通滤波单元、A/D转换单元及数据传送单元,所述稳压电源单元分别与信号采集模块的各个单元连接,所述传感器单元、模拟信号放大单元、带通滤波单元、A/D转换单元及数据传送单元依次连接;所述稳压电源单元用于将220伏交流电压转换为高精度直流5伏电压,为所述信号采集模块提供稳定电压;所述传感器单元用于采集肌肉活动所产生的生理电信号;所述模拟信号放大单元用于将采集到的表面肌电信号模拟量进行放大处理,避免肌电信号幅值过于微弱的影响;所述带通滤波单元用于将放大后的表面肌电信号模拟量进行滤波处理,选取通过20~450Hz的信号,消除噪声干扰;所述A/D转换单元,用于将采集到的表面肌电信号模拟量转换为数字量;所述数据传送单元,用于将处理后的表面肌电信号数字量快速送给信号处理模块进行下一步的处理。2.根据权利要求1所述的基于表面肌电信号的人体上肢肌肉状态监测系统,其特征在于,所述信号处理模块包括信号预处理单元、采样单元、特征提取单元及数据存储单元;所述信号预处理单元用于将信号采集模块送来的表面肌电信号进行放大、滤波处理;所述采样单元用于将数据进行筛选,选取合适的数据段;所述特征提取单元,用于提取采样数据段的均值与均方根值;所述数据存储单元,用于将上述采样单元处理后的数据进行存储,用于离线分析用。3.根据权利要求2所述的基于表面肌电信号的...
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