CN111839847B - 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质 - Google Patents

肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质 Download PDF

Info

Publication number
CN111839847B
CN111839847B CN202010633388.4A CN202010633388A CN111839847B CN 111839847 B CN111839847 B CN 111839847B CN 202010633388 A CN202010633388 A CN 202010633388A CN 111839847 B CN111839847 B CN 111839847B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
activation
track
signals
preset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010633388.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111839847A (zh
Inventor
田彦秀
姚秀军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingdong Technology Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Jingdong Technology Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingdong Technology Information Technology Co Ltd filed Critical Jingdong Technology Information Technology Co Ltd
Priority to CN202010633388.4A priority Critical patent/CN111839847B/zh
Publication of CN111839847A publication Critical patent/CN111839847A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111839847B publication Critical patent/CN111839847B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • A61F2/72—Bioelectric control, e.g. myoelectric
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

本申请提供了一种肌电假肢控制方法，属于假肢技术领域。所述方法包括：检测人体的表面肌电信号；对所述表面肌电信号进行信号激活处理；确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取所述激活段信号的轨迹序列；在多个预设轨迹序列中，确定与所述轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列；根据预设的所述第一轨迹序列与动作的对应关系，确定所述轨迹序列对应的目标动作，并控制所述假肢执行所述目标动作本申请通过采用轨迹序列可以减少速度对动作的影响，具有低错误率。

Description

肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质
技术领域
本申请涉及假肢技术领域，尤其涉及一种肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质。
背景技术
随着康复工程的发展，肌电假肢的研究也逐渐深入，肌电控制假肢是利用肌电作为控制信号的动力假肢，利用残肢者的残端肌肉中检测出的表面肌电信号作为假肢动作的控制信号，控制假肢动作，从而代替人躯体上失去的肢体。
目前控制假肢，是通过模式识别算法，采集人体表面肌电信号并提取特征量，将特征量输入至分类器并输出假肢的待执行动作，由于人体在执行动作时速度不同，提取的特征量也会出现差异，会导致分类器分类不精准，导致待执行动作不准确。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质，以解决待执行动作不准确的问题。具体技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种肌电假肢控制方法，所述方法包括：
检测人体的表面肌电信号；
对所述表面肌电信号进行信号激活处理；
确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取所述激活段信号的轨迹序列；
在多个预设轨迹序列中，确定与所述轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列；
根据预设的所述第一轨迹序列与动作的对应关系，确定所述轨迹序列对应的目标动作，并控制所述假肢执行所述目标动作。
可选的，所述在多个预设轨迹序列中，确定与所述轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列包括：
分别计算多个预设轨迹序列与所述轨迹序列的路径差值；
选取多个所述路径差值中的最小路径差值，并将所述最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列。
可选的，所述多个预设轨迹序列包括类型相同速度不同的多个手势动作的轨迹序列。
可选的，所述获取所述激活段信号的轨迹序列之前，所述方法还包括：
判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量，以及所述激活段信号的序列数据是否超过预设长度；
若信号激活通道数量超过预设通道数量，或所述激活段信号的序列数据超过预设长度，则执行所述获取所述激活段信号的轨迹序列的步骤。
可选的，所述判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量之前，所述方法还包括：
获取通过信号通道的激活信号；
判断所述激活信号是否处于递增状态；
若所述激活信号处于递增状态，则判定所述信号通道为信号激活通道。
可选的，所述确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号包括：
通过所述表面肌电信号的均值和标准差值，计算第一阈值；
选取大于所述第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号。
可选的，所述对所述表面肌电信号进行信号激活处理包括：
将所述表面肌电信号进行去噪处理；
计算去噪处理后的表面肌电信号的均方根；
将计算均方根后的表面肌电信号作为信号激活处理后的表面激活信号。
第二方面，本申请提供了一种肌电假肢控制装置，所述装置包括：
检测模块，用于检测人体的表面肌电信号；
处理模块，用于对所述表面肌电信号进行信号激活处理；
获取模块，用于确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取所述激活段信号的轨迹序列；
确定模块，用于在多个预设轨迹序列中，确定与所述轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列；
控制模块，用于根据预设的所述第一轨迹序列与动作的对应关系，确定所述轨迹序列对应的目标动作，并控制所述假肢执行所述目标动作。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现任一所述的方法步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的方法步骤。
本申请实施例有益效果：
本申请实施例提供了一种肌电假肢控制方法，假肢检测人体的表面肌电信号，然后对表面肌电信号进行信号激活处理，确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取激活段信号的轨迹序列，再在多个预设轨迹序列中，确定与轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列，并根据预设的第一轨迹序列与动作的对应关系，确定轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。本申请中，采用轨迹序列确定目标动作，由于轨迹序列对速度不敏感，不同速度的手势动作的轨迹序列很接近，因此，采用轨迹序列可以减少速度对动作的影响，具有低错误率。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种肌电假肢控制的方法流程图；
图2为本申请实施例提供的表面肌电信号示意图；
图3为本申请实施例提供的激活处理后的表面肌电信号示意图；
图4为本申请实施例提供的判断是否获取轨迹序列的方法流程图；
图5为本申请实施例提供的一种肌电假肢控制方法的处理流程图；
图6为本申请实施例提供的一种肌电假肢控制装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种肌电假肢控制方法，可以应用于假肢，用于根据检测到的人体的表面肌电信号执行相应的动作。
下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种肌电假肢控制方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：
步骤101：检测人体的表面肌电信号。
在本申请实施例中，表面肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，记录了在肌肉自主收缩时由肌肉纤维产生的电生理活动。假肢与人体的残肢连接，可以检测到人体的表面肌电信号。
步骤102：对表面肌电信号进行信号激活处理。
在本申请实施例中，表面肌电信号包括静息电位和动作电位，其中，静息电位是细胞在静息(未受刺激)状态下膜两侧的电位差称静息电位；动作电位是可兴奋组织接受刺激而发生兴奋时，细胞膜原有的极化状态立即消失，并在膜的内外两侧发生一系列的电位变化，这种变化的电位称为动作电位。静息电位和动作电位产生的信号是不同的。
图2为包括静息电位和动作电位的表面肌电信号。如图2所示，具有明显起伏的信号为动作电位，比较平稳的信号为静息电位，动作电位和静息电位是交替出现的。对表面肌电信号进行信号激活处理，即是将动作电位的信号提取出来，并将其转化为较平滑的信号。
可选的，对表面肌电信号进行信号激活处理的过程为：将所述表面肌电信号进行去噪处理；计算去噪处理后的表面肌电信号的均方根将计算均方根后的表面肌电信号作为信号激活处理后的表面激活信号。
在本申请实施例中，如图2所示，图2为采集到的表面肌电信号，由于受采集仪器、周围环境以及自身生理复杂性等众多因数的影响，采集到的表面肌电信号不可避免会引入大量的噪声，工频干扰，采集表面肌电信号时，市电产生的电磁场会通过人体分布电容或者连接导线将50Hz及其高次谐波干扰引入到表面肌电信号中，工频干扰的幅值可能比表面肌电信号的幅值还要大，因此需要用50Hz陷波器滤除工频干扰，减少噪声。
另外，表面肌电信号具有低频性、微弱性和交变性的特点，频率范围大致在10Hz～500Hz，信号能量主要集中在50Hz～150Hz。根据表面肌电信号的频率特性，还应采用带通滤波器保留肌电的主要能量频率，其中，带通滤波器的构成方法包括两种：一种是采用单个集成运放构成的压控电压源二阶带通滤波器，另外一种是将低通滤波器与高通滤波器串联得到带通滤波器。
在对表面肌电信号进行去噪和保留主要能量频率后，还需要计算表面肌电信号的均方根。
具体的计算均方根的公式为：
其中，RMS(root mean square)为均方根，T为表面肌电信号的窗口长度，sEMG(t)为表面肌电信号，t为窗口起始时刻。
可以看到，通过上述公式计算每个时刻表面肌电信号的均方根，可以得到一段时长内表面肌电信号的变化曲线，该曲线包括曲线的幅值。
步骤103：确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取激活段信号的轨迹序列。
在本申请实施例中，图3为激活处理后的表面肌电信号示意图。可以看出，表面肌电信号包括平滑的曲度大的曲线和曲度小的曲线，其中，曲度大的曲线部分为动作电位产生的信号，由于假肢要执行动作时，人体残肢一定发生运动，就会产生动作电位，因此，需要检测动作电位的信号，即检测曲度大的曲线部分的信号。
选取曲度大的曲线中的部分信号作为激活段信号，选取过程为：通过表面肌电信号的均值和标准差值，计算第一阈值；选取大于第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号。
在本申请实施例中，选取激活段信号的公式为：
其中，ai(t)是激活段信号，γ为样本活性因子，一般为1～15之间的整数，i为信号通道号，是基于训练集样本训练所得到的，σrest(i)为激活段信号中第i个信号通道的信号均值，σrest为激活段信号中第i个信号通道的信号标准差。
选取大于第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号后，获取激活段信号的轨迹序列。其中，轨迹序列是假肢的运动轨迹数据。
步骤104：在多个预设轨迹序列中，确定与轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列。
在本申请实施例中，在多个预设轨迹序列中，确定与检测到的轨迹序列相距最近的轨迹序列为第一轨迹序列。
可选的，在多个预设轨迹序列中，确定与轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列包括：分别计算多个预设轨迹序列与轨迹序列的路径值；选取多个路径差值中的最小路径差值，并将最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列。
在本申请实施例中，数据库中包含多个预设轨迹序列，可以分别计算多个预设轨迹序列与检测到的表面肌电信号的轨迹序列的路径差值，并选取多个路径差值中的最小路径差值，最小路径差值对应的预设轨迹序列即是与表面肌电信号轨迹序列距离最近的轨迹序列，表示该两个轨迹序列最相似，其对应的动作也是最为相似的，则将该预设轨迹序列作为第一轨迹序列。
具体的，可以采用动态时间归整算法计算两个轨迹序列之间的路径差值，计算公式为：
Xk和Xl分别是两个轨迹序列，d(<aj,bj>)是Xk和Xl之间的轨迹距离，i是轨迹序列的横坐标值，t是轨迹序列的纵坐标值，aj和bj是数字表示符号。
对比序列P＝<P(1)＝<a1,b1>,…,P(j)＝<aj,bj>,…,P(|P|)＝<a|P|,b|P|>>；
P是最佳路径距离，j是通道标号，如P(1)是通道1的最佳路径距离，P(j)就是通道j的最佳路径距离，<aj,bj>是d(<aj,bj>)的缩写。
最小化所定义的累积距离为：
ρ(<aj,bj>)＝d(<aj,bj>)+min(ρ(<aj-1,bj-1>),ρ(<aj,bj-1>),ρ(<aj-1,bj>))。
步骤105：根据预设的第一轨迹序列与动作的对应关系，确定轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。
在本申请实施例中，由于第一轨迹序列与表面肌电信号轨迹序列最相似，因此，可以根据第一轨迹序列与动作的对应关系，将第一轨迹序列对应的动作作为表面肌电信号轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。由于轨迹序列对速度不敏感，因此，采用轨迹序列可以减少速度对动作的影响，具有低错误率。
其中，多个预设轨迹序列可以包括同一类型不同速度的手势动作的轨迹序列，也可以包括不同类型的手势动作的轨迹序列，每个类型的手势动作包括不同速度的轨迹序列，类型具体为手势动作的类型。同一类型的手势动作中，不同速度的手势动作的轨迹序列很接近，不同速度的轨迹序列对应不同速度的动作，计算表面肌电信号轨迹序列与不同速度的轨迹序列的路径差值，并选取多个路径差值中的最小路径差值，将最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列，即是选取与检测到的轨迹序列最接近的轨迹序列作为第一轨迹序列，选取与第一轨迹序列对应的动作最接近的目标动作，可以进一步的减少速度对动作的影响。
可选的，如图4所示，获取激活段信号的轨迹序列之前，方法还包括：
步骤401：判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量，以及激活段信号的序列数据是否超过预设长度。
在本申请实施例中，信号通道是假肢检测表面肌电信号的通道，信号激活通道是检测到激活段信号的通道，通道的数量可以为多个，信号激活通道数量越多，表明激活段信号越多。激活段信号的序列数据是手势动作持续一定时间内，激活段信号产生的序列数据，激活段信号产生的序列数据越多，表明手势动作持续的时间越长。
若信号激活通道数量超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据超过预设长度，则执行步骤402；若信号激活通道数量没超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据没超过预设长度，则执行步骤403。
步骤402：获取激活段信号的轨迹序列。
在本申请实施例中，若信号激活通道数量超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据超过预设长度，表示激活段信号足够多，或手势动作持续的时间足够长，那么轨迹序列是准确的，则获取激活段信号的轨迹序列。
人体与假肢之间设有8个信号通道用于传递表面肌电信号，若预设通道数量为5，若信号激活通道为6，表明目前有6个信号通道检测到了激活段信号，信号激活通道数量大于预设通道数量，表明检测到的激活段信号足够多，那么可以认为轨迹序列是准确的；或者，若检测到的激活段信号的序列数据长度为N，预设的序列数据长度为X，序列数据长度N超过预设序列数据长度X时，表明检测到的激活段信号的序列数据足够多，那么手势动作维持的时间足够长，检测到的轨迹序列越准确。
步骤403：继续对表面肌电信号进行信号激活处理。
在本申请实施例中，若信号激活通道数量没超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据没超过预设长度，表示激活段信号不够多，或手势动作持续的时间不够长，那么轨迹序列是不准确的，则继续对表面肌电信号进行信号激活处理。
可选的，判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量之前，方法还包括：获取通过信号通道的激活信号；判断激活信号是否处于递增状态；若激活信号处于递增状态，则判定信号通道为信号激活通道。
在本申请实施例中，检测通过信号通道的表面肌电信号，并获取其中的激活信号，判断激活信号是否处于递增状态，若激活信号处于递增状态，表示持续有动作电位输出，则该信号通道为信号激活通道；若激活信号处于未递增状态，表示非持续有动作电位输出，则该信号通道不是信号激活通道。
本申请对上述整体执行过程进行举例，数据库中包含6种不同的手势动作，每类手势动作持续5s时间，重复6次，则每种手势动作包含6次不同速度的表面肌电信号。假肢将检测到的表面肌电信号进行50Hz陷波器处理，去除信号中的噪声，然后用2阶20～450Hz巴特沃斯滤波器进行滤波，再选取表面肌电信号中的激活段信号，通过动态时间归整算法获取激活段信号的轨迹序列，并计算激活段信号的轨迹序列与数据库中36个预设轨迹序列的路径差值，确定最小路径差值，将最小路径差值对应的预设轨迹序列的动作，作为获取到的激活段信号的轨迹序列的目标动作，控制假肢执行目标动作。
可选的，本申请实施例还提供了一种肌电假肢控制方法的处理流程，如图5所示，具体步骤如下。
步骤501：检测人体的表面肌电信号。
在本申请实施例中，假肢与人体的残肢连接，可以检测到人体的表面肌电信号。
步骤502：去除表面肌电信号中的噪声。
在本申请实施例中，通过50Hz陷波器滤除工频干扰，减少噪声。
步骤503：计算去除噪声后的表面肌电信号的均方根。
在本申请实施例中，通过公式：计算去除噪声后的表面肌电信号的均方根。
步骤504：确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号。
在本申请实施例中，通过表面肌电信号的均值和标准差值，计算第一阈值；选取大于第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号。
步骤505：确定信号激活通道。
在本申请实施例中，获取通过信号通道的激活信号；判断激活信号是否处于递增状态；若激活信号处于递增状态，则判定信号通道为信号激活通道。
步骤506：判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量，和激活段信号的序列数据是否超过预设长度。
步骤507：获取激活段信号的轨迹序列。
在本申请实施例中，若信号激活通道数量超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据超过预设长度，表示激活段信号足够多，或手势动作持续的时间足够长，那么轨迹序列是准确的，则获取激活段信号的轨迹序列。
步骤508：选取多个预设轨迹序列与轨迹序列的路径差值中的最小路径差值，并将最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列。
在本申请实施例中，数据库中包含多个预设轨迹序列，可以分别计算多个预设轨迹序列与检测到的表面肌电信号的轨迹序列的路径差值，并选取多个路径差值中的最小路径差值。
步骤509：根据预设的第一轨迹序列与动作的对应关系，确定轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。
在本申请实施例中，由于第一轨迹序列与表面肌电信号轨迹序列最相似，因此，可以根据第一轨迹序列与动作的对应关系，将第一轨迹序列对应的动作作为表面肌电信号轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种肌电假肢控制装置，如图6所示，该装置包括：
检测模块601，用于检测人体的表面肌电信号；
处理模块602，用于对表面肌电信号进行信号激活处理；
第一获取模块603，用于确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取激活段信号的轨迹序列；
确定模块604，用于在多个预设轨迹序列中，确定与轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列；
控制模块605，用于根据预设的第一轨迹序列与动作的对应关系，确定轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。
可选的，确定模块604具体用于：
分别计算多个预设轨迹序列与轨迹序列的路径差值；
选取多个路径差值中的最小路径差值，并将最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列。
可选的，多个预设轨迹序列包括类型相同速度不同的手势动作的轨迹序列。
可选的，装置还包括：
第一判断模块，用于判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量，和激活段信号的序列数据是否超过预设长度；
执行模块，用于若信号激活通道数量超过预设通道数量，或激活段信号的序列数据超过预设长度，则执行获取激活段信号的轨迹序列的步骤。
可选的，装置还包括：
第二获取模块，用于获取通过信号通道的激活信号；
第二判断模块，用于判断激活信号是否处于递增状态；
判定模块，用于若激活信号处于递增状态，则判定信号通道为信号激活通道。
可选的，第一获取模块603具体用于：
通过表面肌电信号的均值和标准差值，计算第一阈值；
选取大于第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号。
可选的，处理模块602具体用于：
将所述表面肌电信号进行去噪处理；计算去噪处理后的表面肌电信号的均方根；将计算均方根后的表面肌电信号作为信号激活处理后的表面激活信号。
本申请实施例提供了一种肌电假肢控制方法，假肢检测人体的表面肌电信号，然后对表面肌电信号进行信号激活处理，确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取激活段信号的轨迹序列，再在多个预设轨迹序列中，确定与轨迹序列满足预设匹配条件的第一轨迹序列，并根据预设的第一轨迹序列与动作的对应关系，确定轨迹序列对应的目标动作，并控制假肢执行目标动作。本申请中，采用轨迹序列确定目标动作，由于轨迹序列对速度不敏感，不同速度的手势动作的轨迹序列很接近，因此，采用轨迹序列可以减少速度对动作的影响，具有低错误率。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信，
存储器703，用于存放计算机程序；
处理器701，用于执行存储器703上所存放的程序时，实现上述步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended IndustryStandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种肌电假肢控制方法，其特征在于，所述方法包括：
检测人体的表面肌电信号；
对所述表面肌电信号进行信号激活处理，其中，所述信号激活处理是将动作电位信号提取出来并转化为平滑的信号；
确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取所述激活段信号的轨迹序列，其中，所述激活段信号为动作电位信号，所述轨迹序列为假肢的运动轨迹数据；
分别通过动态时间归整算法计算多个预设轨迹序列与所述轨迹序列的路径差值，其中，所述轨迹序列对速度不敏感；
选取多个所述路径差值中的最小路径差值，并将所述最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列；
根据预设的所述第一轨迹序列与动作的对应关系，确定所述轨迹序列对应的目标动作，并控制所述假肢执行所述目标动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个预设轨迹序列包括类型相同速度不同的多个手势动作的轨迹序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述激活段信号的轨迹序列之前，所述方法还包括：
判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量、以及所述激活段信号的序列数据是否超过预设长度；
若信号激活通道数量超过预设通道数量，或所述激活段信号的序列数据超过预设长度，则执行所述获取所述激活段信号的轨迹序列的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断信号激活通道数量是否超过预设通道数量之前，所述方法还包括：
获取通过信号通道的激活信号；
判断所述激活信号是否处于递增状态；
若所述激活信号处于递增状态，则判定所述信号通道为信号激活通道。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号包括：
通过所述表面肌电信号的均值和标准差值，计算第一阈值；
选取大于所述第一阈值的表面肌电信号作为激活段信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述表面肌电信号进行信号激活处理包括：
将所述表面肌电信号进行去噪处理；
计算去噪处理后的表面肌电信号的均方根；
将计算均方根后的表面肌电信号作为信号激活处理后的表面激活信号。
7.一种肌电假肢控制装置，其特征在于，所述装置包括：
检测模块，用于检测人体的表面肌电信号；
处理模块，用于对所述表面肌电信号进行信号激活处理，其中，所述信号激活处理是将动作电位信号提取出来并转化为平滑的信号；
获取模块，用于确定信号激活处理后的表面肌电信号的激活段信号，并获取所述激活段信号的轨迹序列，其中，所述激活段信号为动作电位信号，所述轨迹序列为假肢的运动轨迹数据；
确定模块，用于分别通过动态时间归整算法计算多个预设轨迹序列与所述轨迹序列的路径差值，其中，所述轨迹序列对速度不敏感；选取多个所述路径差值中的最小路径差值，并将所述最小路径差值对应的预设轨迹序列作为第一轨迹序列；
控制模块，用于根据预设的所述第一轨迹序列与动作的对应关系，确定所述轨迹序列对应的目标动作，并控制所述假肢执行所述目标动作。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
CN202010633388.4A 2020-07-02 2020-07-02 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质 Active CN111839847B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010633388.4A CN111839847B (zh) 2020-07-02 2020-07-02 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010633388.4A CN111839847B (zh) 2020-07-02 2020-07-02 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111839847A CN111839847A (zh) 2020-10-30
CN111839847B true CN111839847B (zh) 2023-09-01

Family

ID=73152159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010633388.4A Active CN111839847B (zh) 2020-07-02 2020-07-02 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111839847B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112690807A (zh) * 2020-12-04 2021-04-23 京东数科海益信息科技有限公司 确定执行动作速度等级的方法、装置和存储介质
CN112773582A (zh) * 2021-01-20 2021-05-11 京东数科海益信息科技有限公司 一种假肢控制方法、装置、系统及介质
CN113970968B (zh) * 2021-12-22 2022-05-17 深圳市心流科技有限公司 一种智能仿生手的动作预判方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102799937A (zh) * 2012-06-26 2012-11-28 天津大学 肌电信号与关节角度信息融合的下肢运动轨迹预测方法
CN105012057A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 沈阳工业大学 基于双臂肌电、姿态信息采集的智能假肢及运动分类方法
CN107861628A (zh) * 2017-12-19 2018-03-30 许昌学院 一种基于人体表面肌电信号的手部姿态识别系统
CN109804331A (zh) * 2016-12-02 2019-05-24 皮松科技股份有限公司 检测和使用身体组织电信号
CN110403609A (zh) * 2019-09-03 2019-11-05 北京海益同展信息科技有限公司 运动速度分析方法、装置和可穿戴设备
CN110420025A (zh) * 2019-09-03 2019-11-08 北京海益同展信息科技有限公司 表面肌电信号处理方法、装置和可穿戴设备
CN110710970A (zh) * 2019-09-17 2020-01-21 北京海益同展信息科技有限公司 肢体动作的识别方法、装置、计算机设备及存储介质
CN110786871A (zh) * 2019-10-31 2020-02-14 清华大学 人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法
CN210408421U (zh) * 2019-05-30 2020-04-28 北京积水潭医院 康复训练系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102799937A (zh) * 2012-06-26 2012-11-28 天津大学 肌电信号与关节角度信息融合的下肢运动轨迹预测方法
CN105012057A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 沈阳工业大学 基于双臂肌电、姿态信息采集的智能假肢及运动分类方法
CN109804331A (zh) * 2016-12-02 2019-05-24 皮松科技股份有限公司 检测和使用身体组织电信号
CN107861628A (zh) * 2017-12-19 2018-03-30 许昌学院 一种基于人体表面肌电信号的手部姿态识别系统
CN210408421U (zh) * 2019-05-30 2020-04-28 北京积水潭医院 康复训练系统
CN110403609A (zh) * 2019-09-03 2019-11-05 北京海益同展信息科技有限公司 运动速度分析方法、装置和可穿戴设备
CN110420025A (zh) * 2019-09-03 2019-11-08 北京海益同展信息科技有限公司 表面肌电信号处理方法、装置和可穿戴设备
CN110710970A (zh) * 2019-09-17 2020-01-21 北京海益同展信息科技有限公司 肢体动作的识别方法、装置、计算机设备及存储介质
CN110786871A (zh) * 2019-10-31 2020-02-14 清华大学 人体肌电信号的测试装置、数据处理及激活水平计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111839847A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111839847B (zh) 肌电假肢控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质
CN113589920B (zh) 手势识别方法、人机交互方法、装置、设备及存储介质
US10820816B2 (en) System for a brain-computer interface
US9477640B2 (en) Neural signal processing and/or interface methods, architectures, apparatuses, and devices
CN109684908B (zh) 一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法
Boashash et al. A review of time–frequency matched filter design with application to seizure detection in multichannel newborn EEG
CN112773582A (zh) 一种假肢控制方法、装置、系统及介质
CN108113665A (zh) 一种心电信号自动降噪方法
CN108509823A (zh) Qrs波群的检测方法及装置
CN107303177A (zh) 一种心电图t波、p波的检测方法及系统
CN108042107A (zh) 一种ppg信号伪差校正方法
CN109303556B (zh) 一种高通量植入式神经信号无线传输装置
CN112244851A (zh) 一种肌肉运动识别方法及表面肌电信号采集装置
CN108682433A (zh) 基于mfcc的一阶差分系数的心音类型识别方法
CN106510716B (zh) 一种基于心电信号计算呼吸率的方法及装置
Roland et al. Capacitively coupled EMG detection via ultra-low-power microcontroller STFT
Thakur et al. sEMG signal classification using ensemble learning classification approach and DWT
CN110584646A (zh) 一种自适应二阶滤波心电信号去噪预处理装置及方法
Uthvag et al. Real-time EMG acquisition and feature extraction for rehabilitation and prosthesis
Talavera et al. Implementation of a real-time 60 Hz interference cancellation algorithm for ECG signals based on ARM cortex M4 and ADS1298
WO2016007947A1 (en) Fast computation of excitation pattern, auditory pattern and loudness
JPWO2014141682A1 (ja) センサー端末および信号取得方法
Ay et al. Real-time feature extraction of ECG signals using NI LabVIEW
CN112472120B (zh) 心率统计方法、装置、电子设备和存储介质
CN213758282U (zh) 一种表面肌电信号采集装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176

Applicant after: Jingdong Technology Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176

Applicant before: Jingdong Shuke Haiyi Information Technology Co.,Ltd.

Address after: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176

Applicant after: Jingdong Shuke Haiyi Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Beijing 100176

Applicant before: BEIJING HAIYI TONGZHAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant