一种控制肌电假肢抓握力的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制肌电假肢抓握力的方法，所述方法包括：肌电传感器获取肌电信号，判断用户动作意图；神经网络控制中心识别到用户有抓握、捏取动作意图时，驱动假肢组件按照用户动作意图进行动作；启动摄像模块对动作目标进行拍摄，识别物体并判断握紧物体需要的预期压力；获取压力传感器的信息，与预期压力进行比较，调整假肢组件力施加状态；当识别到用户有释放、伸展等动作意图时，驱动假肢组件放开被抓取物体。本发明专利技术通过肌电信号判断用户动作意图，采用视觉与压力双向反馈的方式调节抓握力，增加信息获取渠道，实现肌电假肢在多种手势下的力度调节，丰富了假肢的使用场景。丰富了假肢的使用场景。丰富了假肢的使用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种控制肌电假肢抓握力的方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及假肢
，具体涉及一种肌电假肢抓握力的控制方法。

技术介绍

[0003]对于截肢患者来说，安装肢体假肢可以大幅提高他们的生活和工作质量。随着技术的进步，假肢可以根据用户的意愿来执行越来越多的动作；以肌电假肢为例，肌电假肢可以针对采集的用户肌电信号进行识别，产生相应的识别结果以便进一步控制执行机构进行相应动作。但在现有技术中，肌电假肢对抓握力的识别采用传感器较少，如此，导致获取信息较少，识别精度较差，力度调节不合适，造成使用不够方便。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种肌电假肢抓握力的控制方法，所述方法通过肌电信号判断用户动作意图，采用视觉与压力双向反馈的方式调节抓握力，增加信息获取渠道，实现肌电假肢在多种手势下的力度调节，丰富了假肢的使用场景。
[0005]控制肌电假肢抓握力的方法包括以下步骤：肌电传感器获取肌电信号，神经网络控制中心获取所述肌电传感器的信息，判断用户动作意图；当用户有抓握、捏取等动作意图时，控制中心启动摄像模块对动作目标进行拍摄，识别物体并判断握紧物体需要的预期压力，假肢组件按照用户动作意图驱动；神经网络控制中心获取压力传感器的信息，与预期压力进行比较，调整假肢组件力施加状态；当用户有释放、伸展等动作意图时，假肢组件放开被抓取物体。所述肌电传感器为双通道肌电传感器，分别设置在用户前臂尺侧腕屈肌与桡侧腕屈肌相应皮肤表面。
附图说明
[0006]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0007]如图1所示，用户佩戴上假肢系统后需要先手动打开开关，为假肢系统通电初始化。假肢系统将通过控制中心采集肌电信号，通过预先训练完成的识别模型对肌电信号进行分类识别，以此判断用户动作意图。此处肌电信号由肌电传感器采集，通过PCF8591芯片将模拟信号转成数字信号，采用I2C总线将数据发送到控制中心的K210处理器（神经网络处理器）。
[0008]此处识别模型是通过使用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）对训练样本进行训练得到。每个动作需要收集30组数据，每组数据有1000个原始肌电信号特征值，按照6:4划分训练集及测试集。将训练集按照每一维度归一化到[
‑
1，1]区间并记录归一化映
射，选择径向基核函数(Radial Basis Function，RBF)利用网络寻优去寻找最优的参数c（惩罚系数）和g（核函数的参数），训练集通过支持向量机训练函数生成识别模型，达到目标识别率后将生成的识别模型提取出来，作为一个类移植到K210处理器上。
[0009]控制中心在识别到用户拥有抓握，捏取等动作意图时，调动摄像头模块对即将抓取的物体进行拍摄；在此过程中，需要将物体模型加载入K210处理器中，运行目标检测算法，识别可信概率设置为0.7；将采集到的物体图像运行识别，通过查表法得到握紧该物体需要的预期压力，即需要对物体施加多大的力。
[0010]控制中心在识别到用户有抓握、捏取等动作意图时，驱动假肢组件（包括驱动电机与假肢本体）按照用户动作意图进行动作，与此同时获取压力传感器测量到的实际抓握压力，与预期压力相比较。假若实际压力小于预期压力，则增加假肢组件的收缩程度，对物品施加压力，直至实际压力与预期压力相符合；假若实际压力大于预期压力，则适当放松假肢组件收缩程度，降低所施加的压力，直至实际压力降低至与预期压力相符合；以此完成抓握、捏取等动作过程。
[0011]控制中心在识别到用户有释放、伸展等动作意图时，驱动假肢组件按照用户动作意图进行动作，放开被抓取物体，并等待下一次动作意图，从而实现多种手势下的力度调节。
[0012]本专利技术的有益效果：通过肌电信号判断用户动作意图，采用视觉与压力双向反馈的方式调节抓握力，增加信息获取渠道，实现肌电假肢在多种手势下的力度调节，拓展了假肢的使用场景。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制肌电假肢抓握力的方法，所述方法包括：肌电传感器获取肌电信号，判断用户动作意图；神经网络控制中心识别到用户有抓握、捏取动作意图时，驱动假肢组件按照用户动作意图进行动作；神经网络控制中心启动摄像模块对动作目标进行拍摄，识别物体并判断握紧物体需要的预期压力；神经网络控制中心获取压力传感器的信息，与预期压力进行比较，调整假肢组件力施加状态；神经网络控制中心识别到用户有释放、伸展等动作意图时，驱动假肢组件放开被抓取物体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述肌电传感器为双通道肌电传感器，分别设置在用户前臂尺侧腕屈肌与桡侧腕屈肌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，魏紫，屈嘉豪，李垚，杜晓霞，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：