[实用新型]一种肌电信号采集和手势识别装置

说明书

本实用新型公开了一种肌电信号采集和手势识别装置，包括肌电信号采集手环和上位机管理系统，所述肌电信号采集手环包括弹性硅胶腕带、采集电极和前端信号处理模块，所述弹性硅胶腕带两端与前端信号处理模块两侧固定连接，形成环形，所述采集电极位于弹性硅胶腕带的环形内侧电极层表面，所述弹性硅胶腕带与电极层之间设有导线层，所述采集电极通过导线层上的导线与前端信号处理模块电性连接。本实用新型以石墨烯薄片为测量电极的柔性手环采集肌电信号，延展性好，可以保证良好的肌电信号收集；相较于计算机视觉型的手势识别系统对环境要求低，不易受到光照强度低、遮挡等问题的影响。

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，特别涉及一种肌电信号采集和手势识别装置。

背景技术

随着计算机在社会中的普及，人们越来越重视人机交互技术的研究，长期以来，手势识别被认为是一项简单直观地与计算机通信的交互技术。特别是近年来人工智能的发展为手势识别开拓了更广泛的应用前景，目前手势识别技术已运用到虚拟现实环境、智能家电控制、远程机器人操作等多个领域。

从手势输入设备来看，手势识别方法主要有：基于视觉的手势识别和基于人体肌电信号的手势识别。

基于视觉的手势识别通过摄像头来采集手势的视觉信息，使用者无需佩戴硬件设备，这种非接触式的信息采集使得交互的舒适性大大提升。但基于视觉的手势识别仍然存在诸多问题丞待解决，特别是容易受光照环境的干扰，光源性质和强度、光源和摄像头的位置等对成像效果有直接影响；还有手势的多样性，人体手势是三维多自由度的，二维投影平面难以准确判断复杂多变的手势。

基于人体肌电信号的手势识别则是通过采集当前手势下人体皮肤表面的肌电信号来完成手势动作的识别。其优势在于肌电信号不仅能反应关节的弯曲状态，还能反馈肌肉群的行为状态，更适用于精细动作的识别。但目前这种方法还存有缺点：1.用户个体差异大，分类难度高；2.电极的放置影响了信息采集的舒适性和设备的可穿戴性。

因此，亟需一种肌电信号采集和手势识别装置来解决上述技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种肌电信号采集和手势识别装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种肌电信号采集和手势识别装置，包括肌电信号采集手环和上位机管理系统，所述肌电信号采集手环包括弹性硅胶腕带、采集电极和前端信号处理模块，所述弹性硅胶腕带两端与前端信号处理模块两侧固定连接，形成环形，所述采集电极位于弹性硅胶腕带的环形内侧电极层表面，所述弹性硅胶腕带与电极层之间设有导线层，所述采集电极通过导线层上的导线与前端信号处理模块电性连接；

所述前端信号处理模块包括H桥波形融合电路、EMI滤波电路、放大电路和无线发送模块，所述采集电极的输出端连接H桥波形融合电路的输入端，所述H桥波形融合电路的输出端与EMI滤波电路的输入端连接，所述EMI滤波电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端连接至无线发送模块，所述无线发送模块与上位机管理系统电性连接。

进一步的，所述H桥波形融合电路包括芯片L298、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电容C1；