[发明专利]假肢控制方法及系统

权利要求书

1.一种假肢控制方法，包括下列步骤：

采集残肢皮肤表面的第一生物电信号和第二生物电信号；

对所述第一生物电信号和第二生物电信号进行预处理；

提取所述第一生物电信号和第二生物电信号的特征信息；

根据所述第二生物电信号的特征信息识别肢体的空间姿态，根据所述第一生物电信号的特征信息识别肢体的动作类型；

根据所述肢体的动作类型驱动假肢完成相应的动作，或根据所述肢体的空间姿态和肢体的动作类型驱动假肢完成相应的动作。

2.根据权利要求1所述的假肢控制方法，其特征在于，所述第一生物电信号为肌电信号，所述第二生物电信号为肌动信号，所述肌电信号包括三个以上通道的肌电信号，所述肌动信号包括一个以上通道的肌动信号。

3.根据权利要求2所述的假肢控制方法，其特征在于，所述根据第一生物电信号的特征信息识别肢体的动作类型的步骤是根据所述肢体的空间姿态和所述第一生物电信号的特征信息识别肢体的动作类型，之后根据所述肢体的动作类型驱动假肢完成相应的动作。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的假肢控制方法，其特征在于，所述对第一生物电信号和第二生物电信号进行预处理的步骤是对所述第一生物电信号和第二生物电信号进行信号放大和滤波整流处理。

5.根据权利要求2或3所述的假肢控制方法，其特征在于，所述提取第二生物电信号的特征信息的步骤是将所述肌动信号分割为预定时间长度的数据分析窗口，从所述数据分析窗口中提取肌动信号的时域特征参数和/或频域特征参数，作为肌动信号的特征信息。

6.根据权利要求5所述的假肢控制方法，其特征在于，所述肌动信号的时域特征参数为肌动信号的振幅的最大值、均值、方差、均方根值、积分值，以及肌动信号的上升时间，时程中的一种或多种；所述肌动信号的频域特征参数为肌动信号的平均功率频率、中位频率、中心频率中的一种或多种。

7.根据权利要求2或3所述的假肢控制方法，其特征在于，所述根据第二生物电信号的特征信息识别肢体的空间姿态，根据所述第一生物电信号的特征信息识别肢体的动作类型的步骤是采用线性判别分析法计算所述第一生物电信号和第二生物电信号的特征信息的模式分类参数，然后根据实时更新的第一生物电信号和第二生物电信号的特征信息及预先存储的模式分类参数计算并识别肢体的空间姿态和动作类型。

8.一种假肢控制系统，其特征在于，包括：

信号采集单元，包括依次连接的传感器、预处理电路及A/D转换模块，所述传感器用于采集残肢处的第一生物电信号和第二生物电信号，所述预处理电路对采集到的第一生物电信号和第二生物电信号进行放大、滤波处理后，通过所述A/D转换模块输入信号处理单元；

信号处理单元，包括微控制器，所述信号处理单元连接所述预处理电路，用于第一生物电信号和第二生物电信号的模式分类训练与模式识别；

假肢驱动器，连接所述信号处理单元，根据所述信号处理单元的输出结果驱动假肢完成相应的动作。

9.根据权利要求8所述的假肢控制系统，其特征在于，所述第一生物电信号是肌电信号，所述第二生物电信号是肌动信号，所述传感器包括用于采集肌电信号的肌电信号传感器和用于采集肌动信号的肌动信号传感器，所述肌动信号传感器是三轴加速度传感器。

10.根据权利要求9所述的假肢控制系统，其特征在于，所述肌电信号传感器的数量为3个以上，所述肌动信号传感器的数量为1个以上。

11.根据权利要求8-10中任意一项所述的假肢控制系统，其特征在于，所述微控制器连接所述A/D转换模块，所述模式分类训练包括提取所述第一生物电信号和第二生物电信号的特征信息，模式分类参数的计算及存储。

12.根据权利要求11所述的假肢控制系统，其特征在于，所述微控制器首先根据所述模式分类参数和所述第二生物电信号的特征信息进行手臂空间姿态类型识别，然后基于手臂空间姿态识别结果选择第一生物电信号的模式分类参数，根据所述第一生物电信号的特征信息进行肢体动作类型识别并将识别结果输出给所述假肢驱动器。

13.根据权利要求11所述的假肢控制系统，其特征在于，所述微控制器包含两个并联的微控制器模块，一个微控制器模块提取所述第一生物电信号的特征信息并进行肢体动作类型识别，另外一个微控制器模块提取所述第二生物电信号的特征信息并进行手臂空间姿态类型识别，微控制器的识别结果输出给所述假肢驱动器。