电刺激装置及其电极概率矩阵的校准方法和传感器系统的肌肉位移传感器校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供电刺激装置及其电极概率矩阵的校准方法和传感器系统的肌肉位移传感器校准方法，不受在用户的手臂上佩戴的状态和个体差异左右，能够短时间内明确手指的动作和电极的对应关系，误动作极少、高精度地驱动目标手指。当在主机上更新将表示电极与哪个手指的动作相对应的、贝叶斯后验概率作为要素记述的电极概率矩阵时，比较电极概率矩阵的左上存在的、手指有动作的要素的位置，如果必要，则对电极概率矩阵的列重新排列。

Calibration Method of Probability Matrix of Electric Stimulator and Electrode and Calibration Method of Muscle Displacement Sensor of Sensor System

【技术实现步骤摘要】
电刺激装置及其电极概率矩阵的校准方法和传感器系统的肌肉位移传感器校准方法本申请是国际申请日为2017年3月10、专利技术名称为“电刺激装置和电刺激系统”的第201780015484.9号专利申请的分案申请。
本专利技术涉及在把电刺激信号给予人的手臂的肌肉的同时、用传感器检测手臂的肌肉的位移的电刺激装置及其电极概率矩阵的校准方法和传感器系统的肌肉位移传感器校准方法。
技术介绍
以往，曾尝试在人(用户)的前臂上安装多个电极，通过从所述电极对前臂的肌肉给予电刺激信号，试图利用来自外部的指令使用户的手指或手动作。例如，考虑利用来自外部的指令进行手指的康复、训练、动作的辅助等。此外，还提出当使用头戴式显示器等、进行向用户提示虚拟空间的映像的虚拟现实处理(VirtualReality)、或在现实的空间映像上重叠虚拟对象图像的扩增实境处理(AugmentedReality)时，利用来自外部的指令使手指配合虚拟空间等的映像动作，以提高真实性等。本申请的专利技术人之前提出了专利文献1中记述的电刺激装置。所述专利文献1中提出的电刺激装置，是通过在戴在用户的前臂的束带上安装多个电极，对前臂的肌肉给予电刺激。现有技术文献专利文献1：日本专利公开公报特开2014-104241号戴上专利文献1提出的电刺激装置的用户，利用来自外部的指令、其前臂的肌肉受到电刺激，活动手指或手。例如预先弄清楚刺激前臂的哪块肌肉、能使5根手指活动，通过用电刺激装置上安装的电极刺激特定的肌肉，与所述肌肉对应的手指会活动。这里，假定用户将带形的电刺激装置戴在前臂的情况。此时，带形的电刺激装置具备多个电极，需要检查各个电极和哪块肌肉对应。为进行所述检查，当用户戴上带形的电刺激装置时，最初需要进行校准作业，预先确认从各电极输出电刺激信号时，哪个手指活动。即，需要预先准确地把握电刺激装置，弄清当用户戴上带形的电刺激装置时，电刺激装置上配置的各个电极和哪块肌肉对应。因此，校准作业具有极为重要的意义。另一方面，人的手臂的粗细，因年龄、性别、体重等个体差异而大不相同。因此，为了仅由一个电刺激装置吸收手臂的粗细方面的个体差异，需要设置超过5根手指的数量的电极和传感器。这时，电极中会出现和手指的活动不对应的电极。即，为使电刺激装置准确动作，需要预先通过校准作业明确实际使手指活动的肌肉和电极的对应关系。
技术实现思路
鉴于上述的问题，本专利技术的目的是提供不受戴在用户的手臂上的状态和个体差异左右、能够短时间内明确手指的活动和电极的对应关系、能够误动作极少、高精度驱动目标手指的电刺激系统及其电极概率矩阵的校准方法和传感器系统的肌肉位移传感器校准方法。为解决上述问题，本专利技术提供一种电刺激装置，其包括：束带，缠绕在用户的前臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器；多个电极，在所述束带的配置有所述多个肌肉位移传感器的面上与所述多个肌肉位移传感器邻接配置；电极用数据选择器，从所述多个电极选择一个电极；近距离无线发送部，把从所述肌肉位移传感器得到的、有关所述用户的手臂的肌肉的位移的信号转换为数字数据并向规定的主机发送；电极概率矩阵，用概率记述手指的动作和所述多个电极的相关关系；近距离无线接收部，在通常模式下从所述主机接收使手指活动的指令，在校准模式下从所述主机接收更新后的所述电极概率矩阵；以及手指电极对应转换部，根据所述使手指活动的指令，从所述电极概率矩阵确定表示最大的概率的电极，并控制所述电极用数据选择器选择确定的所述电极，所述电极概率矩阵使所述主机在将所述肌肉位移传感器的数据转换为所述用户的手指的动作后，并在检测当前的所述用户的手臂与多个所述电极的相对位置关系的偏移、对所述电极概率矩阵的要素重新排列的基础上，更新所述要素。此外，本专利技术提供一种校准电刺激装置的电极概率矩阵的方法，所述电刺激装置包括：束带，缠绕在用户的前臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器；多个电极，在所述束带的配置有所述多个肌肉位移传感器的面上与所述多个肌肉位移传感器邻接配置；电极用数据选择器，从所述多个电极选择一个电极；电极概率矩阵，用概率记述手指的动作和所述多个电极的相关关系；以及手指电极对应转换部，根据使所述手指活动的指令，从所述电极概率矩阵确定表示最大的概率的电极，并控制所述电极用数据选择器选择确定的所述电极，所述校准电刺激装置的电极概率矩阵的方法的特征在于，包括：对所述电极给予电刺激的步骤；通过所述肌肉位移传感器检查所述用户的佩戴所述电刺激装置的所述前臂的全部的手指的动作的步骤；以及在判明所述用户的佩戴所述电刺激装置的所述前臂的任意手指通过多个所述电极中的任意电极的电刺激而活动，且判明手指在该时点初次活动的情况下，为了使执行所述电极概率矩阵的校准之前的时点的所述电极概率矩阵的要素中的、在校准作业中手指初次活动的时点的要素与当前的要素一致，而按每行和/或每列重新排列所述电极概率矩阵的要素的步骤。此外，本专利技术提供一种传感器系统的肌肉位移传感器校准方法，所述传感器系统包括传感器装置和与所述传感器装置进行通信的主机，所述传感器装置包括：束带，缠绕在用户的上臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；以及传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器，所述传感器系统的肌肉位移传感器校准方法的特征在于，包括：第一步骤，在与所述传感器装置建立了通信的所述主机的显示部上显示静止状态引导影像，并且由所述主机向所述传感器装置发送用于收集所述肌肉位移传感器的数据的静止状态肌肉位移传感器数据收集指令，所述静止状态引导影像包含在所述用户的所述上臂佩戴了所述传感器装置的状态下，促使所述用户不在手指上加力的状态的消息；第二步骤，接受所述传感器装置已接收了所述静止状态肌肉位移传感器数据收集指令的情况，由所述传感器装置将全部的所述肌肉位移传感器的数据发回所述主机；第三步骤，将所述主机从所述传感器装置接收的全部的所述肌肉位移传感器的数据作为静止状态数据存储；第四步骤，在所述显示部上显示第一动作引导影像，并且由所述主机向所述传感器装置发送用于收集所述肌肉位移传感器的数据的第一肌肉位移传感器数据收集指令，所述第一动作引导影像包含在所述用户的所述上臂佩戴了所述传感器装置的状态下，促使所述用户在第一手指上加力而使所述第一手指成为屈曲状态的消息；第五步骤，接受所述传感器装置已接收了所述第一肌肉位移传感器数据收集指令的情况，由所述传感器装置将全部的所述肌肉位移传感器的数据发回所述主机；第六步骤，将所述主机从所述传感器装置接收的全部的所述肌肉位移传感器的数据作为第一动作状态数据存储；第七步骤，在所述显示部上显示第二动作引导影像，并且由所述主机向所述传感器装置发送用于收集所述肌肉位移传感器的数据的第二肌肉位移传感器数据收集指令，所述第二动作引导影像包含在所述用户的所述上臂佩戴了所述传感器装置的状态下，促使所述用户在第二手指上加力而使所述第二手指成为屈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电刺激装置，其特征在于，包括：束带，缠绕在用户的前臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器；多个电极，在所述束带的配置有所述多个肌肉位移传感器的面上与所述多个肌肉位移传感器邻接配置；电极用数据选择器，从所述多个电极选择一个电极；近距离无线发送部，把从所述肌肉位移传感器得到的、有关所述用户的手臂的肌肉的位移的信号转换为数字数据并向规定的主机发送；电极概率矩阵，用概率记述手指的动作和所述多个电极的相关关系；近距离无线接收部，在通常模式下从所述主机接收使手指活动的指令，在校准模式下从所述主机接收更新后的所述电极概率矩阵；以及手指电极对应转换部，根据所述使手指活动的指令，从所述电极概率矩阵确定表示最大的概率的电极，并控制所述电极用数据选择器选择确定的所述电极，所述电极概率矩阵使所述主机在将所述肌肉位移传感器的数据转换为所述用户的手指的动作后，并在检测当前的所述用户的手臂与多个所述电极的相对位置关系的偏移、对所述电极概率矩阵的要素重新排列的基础上，更新所述要素。

【技术特征摘要】
2016.03.10 JP 2016-0475831.一种电刺激装置，其特征在于，包括：束带，缠绕在用户的前臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器；多个电极，在所述束带的配置有所述多个肌肉位移传感器的面上与所述多个肌肉位移传感器邻接配置；电极用数据选择器，从所述多个电极选择一个电极；近距离无线发送部，把从所述肌肉位移传感器得到的、有关所述用户的手臂的肌肉的位移的信号转换为数字数据并向规定的主机发送；电极概率矩阵，用概率记述手指的动作和所述多个电极的相关关系；近距离无线接收部，在通常模式下从所述主机接收使手指活动的指令，在校准模式下从所述主机接收更新后的所述电极概率矩阵；以及手指电极对应转换部，根据所述使手指活动的指令，从所述电极概率矩阵确定表示最大的概率的电极，并控制所述电极用数据选择器选择确定的所述电极，所述电极概率矩阵使所述主机在将所述肌肉位移传感器的数据转换为所述用户的手指的动作后，并在检测当前的所述用户的手臂与多个所述电极的相对位置关系的偏移、对所述电极概率矩阵的要素重新排列的基础上，更新所述要素。2.根据权利要求1所述的电刺激装置，其特征在于，通过计算基于学习算法的后验概率而更新所述电极概率矩阵的要素。3.一种校准电刺激装置的电极概率矩阵的方法，所述电刺激装置包括：束带，缠绕在用户的前臂上；多个肌肉位移传感器，配置在所述束带的一面上，分别检测存在于所述用户的手臂的多个肌肉的位移；传感器用数据选择器，从所述多个肌肉位移传感器选择一个肌肉位移传感器；多个电极，在所述束带的配置有所述多个肌肉位移传感器的面上与所述多个肌肉位移传感器邻接配置；电极用数据选择器，从所述多个电极选择一个电极；电极概率矩阵，用概率记述手指的动作和所述多个电极的相关关系；以及手指电极对应转换部，根据使所述手指活动的指令，从所述电极概率矩阵确定表示最大的概率的电极，并控制所述电极用数据选择器选择确定的所述电极，所述校准电刺激装置的电极概率矩阵的方法的特征在于，包括：对所述电极给予电刺激的步骤；通过所述肌肉位移传感器检查所述用户的佩戴所述电刺激装置的所述前臂的全部的手指的动作的步骤；以及在判明所述用户的佩戴所述电刺激装置的所述前臂的任意手指通过多个所述电极中的任意电极的电刺激而活动，且判明手指在该时点初次活动的情况下，为了使执行所述电极概率矩阵的校准之前的时点的所述电极概率矩阵的要素中的、在校准作业中手指初次活动的时点的要素与当前的要素一致，而按每行和/或每列重新排列所述电极概率矩阵的要素的步骤。4.根据权利要求3所述的校准电刺激装置的电极概率矩阵的方法，其特征在于，包括在按每行和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉城绘美，岩崎健一郎，
申请(专利权)人：H二L株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP