本发明专利技术提供了一种肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统和方法，该方法利用transformer的多头自注意力算法，通过将输入序列中的每个位置的向量分别进行三次线性变换，提取数据相关特征。通过提取膝关节护膝周围的五个肌肉形变变量，与人体膝关节的角度相映射，实现对膝关节角度的精准预测。本发明专利技术能快速采集数据和解析数据，可离线使用。采用特定方法生成膝关节护膝周围肌肉形变数据并与人体膝关节的角度相映射，确保质量和一致性。对原始信号编码升维与降维融合，结合多层感知器实现膝关节功能评估，准确地从肌肉形变数据中推断出膝关节的角度。将肌肉形变数据序列化，便于模型处理分析。通过柔性传感器采集数据确定外骨骼电机参数验证算法的准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗康复和智能辅助设备领域，具体地，涉及一种基于transformer的人体膝关节肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统及方法。
技术介绍
1、在医疗康复和智能辅助设备领域，精确获取人体肌肉形变信号并将其与外骨骼关节角度进行准确映射具有重要意义。以往的技术在数据采集方面速度较慢，难以实时、快速地获取肌肉形变信息，导致数据的时效性和可用性不足。在数据分析和处理上，缺乏高效的算法和模型，难以精准提取肌肉形变数据中的关键特征，无法准确推断膝关节角度。
2、同时，数据生成方式缺乏针对性和规范性，导致数据质量参差不齐，一致性难以保证，影响了模型的准确性和可靠性。此外，肌肉形变数据的组织形式不够合理，不利于模型进行处理和分析。而在外骨骼电机参数的确定方面，也缺乏有效的数据支持和准确的验证方法，使得算法的准确性难以得到充分保障。
3、综上所述，现有技术在肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射方面存在诸多不足，无法充分发挥外骨骼装置在辅助运动和康复等方面的作用，迫切需要一种创新的系统和方法来解决这些问题。
/>技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，包括：传感器模块、Transformer模型、外骨骼装置、控制模块、通讯模块、电机驱动模块和谐波减速机；
2.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述传感器模块包括设置于护膝本体上的五条分布式应变传感器，所述传感器包括可拉伸基底层和可拉伸导体单元，所述可拉伸基底层铺设于护膝本体上，所述可拉伸导体单元用于跟随所述可拉伸基底层形变而产生电学性能变化。
3.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述Transformer模型的数据处理流程为：...
【技术特征摘要】
1.一种肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，包括：传感器模块、transformer模型、外骨骼装置、控制模块、通讯模块、电机驱动模块和谐波减速机；
2.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述传感器模块包括设置于护膝本体上的五条分布式应变传感器，所述传感器包括可拉伸基底层和可拉伸导体单元，所述可拉伸基底层铺设于护膝本体上，所述可拉伸导体单元用于跟随所述可拉伸基底层形变而产生电学性能变化。
3.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述transformer模型的数据处理流程为：首先对数据进行编码处理，将编码升维后的数据传输至编码器，在编码器中，通过多头自注意力机制对数据特征进行计算，特征计算完成后结合膝关节角度信息，利用多层感知器神经网络进行训练和分析；
4.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述外骨骼装置包括4个直流无刷外转子盘式电机构成的超扁平关节执行器，所述超扁平关节执行器配备霍尔传感器、尺寸相匹配的谐波减速机，所述超扁平关节执行器由24v直流电压供电；
5.根据权利要求1所述的肌肉形变信号与外骨骼关节角度的映射系统，其特征在于，所述控制模块的上位机采用pc，下位机采用单片机stm32f103vet6，所述通讯模块采用canopen通讯和串口通讯两种方式；所述控制模块的控制流程为：所述传感器模块采集到肌肉形变信号后，通过串口将数据发送到pc，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：任彬，史迪威，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。