基于肌电信号的低延时假肢手系统

摘要

表面肌电信号（sEMG）目前被广泛用于义肢设计与应用相关的康复工程。针对目前由肌电信号控制的肌电假肢手实时性较差、造价成本高、不够便携等问题，设计了一个基于肌电信号的分体式低延时假肢控制系统。首先，整个系统分为由K210作为模式识别的中央主控和由STM32F103控制的机械假肢手2个模块，使用2.4 G无线传输作为两部分的通信连接，利用双通道肌电采集电极收集手肘前段两侧肌肉信号，将其传入K210主控芯片中；然后运用滑动窗口进行手势动作起始判别，并对数据窗口滑动进行高性能设计，以使得整个系统实现低延时信号处理；接着采用支持向量机模式识别算法对肌电信号进行动作类型识别；最后将识别结果对应的动作类型经无线传输发送到机械假肢手控制端。实验结果表明，实时佩戴的采用分体式设计的机械假肢手系统对手势动作综合识别率达95.28%，同时对动作的实时反应时间低于110 ms。

关键词

表面肌电信号 / 康复工程 / 支持向量机 / 模式识别 / 低延迟 / 滑动窗口