双通道操作感知虚拟假手训练系统及方法技术方案

双通道操作感知虚拟假手训练系统及方法，涉及一种肌电假手训练领域。它是为了解决残疾人使用肌电假手初期难以或无法完成抓取任务的问题。它包括肌电电极、数据采集板卡、虚拟现实模块和电刺激器。肌电电极用于对人体肌电信号的滤波和放大，数据采集板卡用于肌电电极输出信号的A/D转换，虚拟现实模块包括了虚拟场景显示、人手控制关节转角、关节转角位置测量显示、抓取场景选择和指示、肌电信号分类和解码控制、关节电机力矩大小控制、抓取过程中虚拟假手和抓取物碰撞检测功能、抓取关节力矩测量显示，电刺激器则根据假手接触物体的虚拟力矩值进行相应电刺激信号的输出。本发明专利技术适用于残疾人刚开始使用肌电假手时操作训练。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
双通道操作感知虚拟假手训练系统，其特征是：它包括肌电电极、数据采集板卡、PC机和电刺激器；PC机内部嵌入虚拟现实模块；?肌电电极用于采集人体的肌电信号，并将采集到的肌电信号进行滤波和放大，并将滤波和放大后的信号发送给数据采集板卡；?数据采集板卡用于将经过肌电电极滤波和放大后的肌电信号进行模数转换，并将信号发送给PC机中的虚拟现实模块；?电刺激器用于接收PC机中的虚拟现实模块发出的电刺激控制指令，并产生电刺激信号；?虚拟现实模块包括虚拟场景显示模块、人手控制模块、虚拟位置传感器模块、抓取场景选择和指示模块、肌电解码和自动控制模块、电机力矩输出控制模块、碰撞检测模块和虚拟力矩传感器模块；?虚拟场景显示模块用于提供不同抓取物体的调用和替换，进行虚拟假手和对应物体的抓取模拟；?人手控制模块用于提供虚拟假手关节位置手动控制信号、抓取物体替换控制信号、肌电信号采集训练启动信号和人手肌电控制信号编码自动控制启动信号；?虚拟位置传感器模块用于对虚拟假手的关节转角进行检测；?抓取场景选择和指示模块用于对虚拟假手的抓取场景进行选择和指示；?肌电解码和自动控制模块用于对数据采集板卡发送的肌电信号运用分类器将肌电控制信号进行分类，并针对产生的编码信号进行解码，根据当前手动输入的关节力矩，采用手指动力学方程关节转角数值解数组方式实时控制虚拟假手关节动作；?电机力矩输出控制模块用于向虚拟假手的控制电机输出力矩控制信号，以及假手动力学数值解求解赋值；?碰撞检测模块用于对于虚拟假手进行不同物体抓取的碰撞检测；?虚拟力矩传感器模块用于在检测到碰撞后，根据抓取力学分析或者假手现实抓取碰撞发生后产生的值获得相应力矩传感器值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜力，刘源，杨大鹏，陈川，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：