[实用新型]基于脑可塑的外骨骼手套设备的运动意图辨识系统

说明书

本实用新型涉及人机交互中的信息处理技术领域，具体地讲是基于脑可塑的外骨骼手套设备的运动意图辨识系统，包括电信号存储模块，信号特征提取模块，LDA分类器，投票器，以及运动意图判断模块，运动意图判断模块包括阈值对比单元、结果判断单元，阈值对比单元中设置有阈值对比程序；结果判断单元中设置有结果判断程序，本实用新型还包括预处理模块，所述预处理模块包括肌电传感器和滤波采样电路，本实用新型将分类器、投票器、阈值对比相结合，克服了电信号识别运动意图不准确的困难，并且使得整个系统的控制延迟降低，可以直接反应使用者的动作意图。

技术领域

本实用新型涉及人机交互中的信息处理技术领域，具体地讲是基于脑可塑的外骨骼手套设备的运动意图辨识系统。

背景技术

动作辅助设备主要是针对肢体运动障碍的人群，已经广泛的应用在神经康复、医疗军事等领域。由于生活中，手的使用是极为重要和频繁的，故针对手部动作辅助装置的设计尤为核心。

而手部功能障碍的患者主要可归结为两类，一类是由于脑部坏损和神经通路损坏造成的，另一类是由于肌肉损伤造成的。对于第一类病人，可以通过神经移位手术来治疗；对于第二类病人，可以通过靶向肌肉神经移植手术来治疗。但不论是神经移位还是靶向神经移植手术，所用到的神经通常不是原来支配肌肉所所对应的神经，所以在手术后病人通常要经过一段时间的康复训练，以达到脑重塑的目的。

在运动意图解析方面，现有技术主要有基于力学信息的意图识别和基于生物电信息的意图识别，其中，采用力学信息的意图识别主要是利用人体运动学和动力学信息，而生物电信号则主要采用肌电、脑电信号。力学信息采集方便、信号平稳，但是只有使用者开始运动后才能得到，有严重的滞后性，同时一些微小的手部动作，是无法采集到力学信息，同时力学信息也不能直接反应使用者的运动意图。

而基于生物电信号的运动意图识别则可以很好的解决滞后性问题，但是在电信号会存在干扰信号例如叠加信号、噪声信号灯，在识别时导致准确率低，对运动意图的判断产生误导。

因此设计一种可以精准识别运动意图的辨识系统是十分有必要的。

发明内容

本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种基于脑可塑的外骨骼手套设备的运动意图辨识系统，达到精准识别运动意图的目的。

为了达到上述目的，本实用新型设计了基于脑可塑的外骨骼手套设备的运动意图辨识系统，其特征在于：包括电信号存储模块，信号特征提取模块，LDA分类器，投票器，以及运动意图判断模块；

所述电信号存储模块的信号输入端用于接收电信号数据，所述电信号存储模块的信号输出端与所述信号特征提取模块的信号输入端相连，所述信号特征提取模块的信号输出端分别与所述LDA分类器的信号输入端、所述运动意图判断模块的信号输入端相连，所述LDA分类器的信号输出端与所述投票器的信号输入端相连，所述投票器的信号输出端也与所述运动意图判断模块的信号输入端相连，所述运动意图判断模块的信号输出端用于输出最终运动意图结果。

进一步的，所述运动意图判断模块包括阈值对比单元、结果判断单元，所述阈值对比单元中设置有阈值对比程序；结果判断单元中设置有结果判断程序。

进一步的，所述辨识系统还包括预处理模块，所述预处理模块包括肌电传感器和滤波采样电路。

进一步的，所述肌电传感器包括肌电采集装置、仪表放大器、带通滤波器，所述肌电采集装置利用输送线与仪表放大器相的信号输入口连接，仪表放大器的信号输出口利用另一输送线与带通滤波器的信号输入口相连，带通滤波器的信号输出口利用线缆与滤波采样电路相连。

进一步的，所述滤波采样电路包括程序可调放大器、低通滤波器、模拟数字转换器，三者之间利用信号线依次相连，形成通路。