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一种基于表面肌电信号的变参数遥操作控制方法 

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申请/专利权人:西北工业大学

摘要:本发明涉及一种基于表面肌电信号的变参数遥操作控制方法,给出了一种遥操作变参数轨迹修正方法,根据表面肌电信号判断操作者意图,实现遥操作从端运动状态随操作者意图实时调整的目的。该方法与常规遥操作方法在以下方面存在优势:1本方法利用表面肌电信号实现对操作者意图的识别。相比使用其它方法,利用表面肌电信号识别操作者意图更加准确直接。且因为表面肌电信号先于运动产生,故不存在利用运动或力识别意图存在的延迟问题;2本方法可以对从端的运动状态实现连续的调节,更符合操作者的直觉;3本方法直接对从端的期望轨迹进行修正,使之更符合操作者的意图,在实际操作过程中可以起到提升任务效率,降低操作者疲劳的作用。

主权项:1.一种基于表面肌电信号的变参数遥操作控制方法,其特征在于步骤如下:步骤1、计算肌电信号原始特征值:对n个肌电传感器获取的n通道原始肌电信号数据a1,a2,…,an进行预处理,得到原始肌电信号特征量a: 其中:ji为各通道系数;所述原始肌电信号是在遥操作任务开始前首先以放松状态控制主端自由运动得到的肌电信号;步骤2、获取并处理肌电信号:任务开始后,将t时刻获取到的n通道肌电信号分别记作a1t,a2t,…,ant,对获取到的肌电信号进行预处理,随后计算肌电信号特征量at: 之后将肌电特征量归一化并平移至区间,得到bt: 其中:amin,amax分别为步骤1计算的原始肌电信号特征量a的最小和最大值;b值小于0时表示t时刻肌肉处于放松状态,b值大于0时表示肌肉处于紧张状态;步骤3、计算惯性特性变化参数:利用增量法获取从端的期望轨迹:xsd0=xs0+hΔx式中:xsd0为从端期望位置,xs0为从端当前位置,Δx为主端位移增量,h为进动比;对原始期望轨迹进行修正以符合操作者意图的遥操作控制:xsd=ms2+ds+kxsd0式中:xsd0为从端的初始期望轨迹,xsd为修正后的新期望位置,m,d,k分别代表了惯性特性、阻尼特性和刚度特性;对轨迹修正的惯性参数做调整:ct=sigmoidbt 其中:ct为t时刻的惯性特性变化系数,为t时刻的调整后的惯性系数;步骤4、利用调节后的阻抗控制参数对从端进行控制:在t时刻首先获取主端位置xmt,计算得到主端位置增量Δxt:Δxt=xmt-xmt-1t时刻从端期望位置增量Δxdst为:Δxdst=hΔxt原始从端期望位置xds0t为:xds0t=xst-1+Δxds0t式中h为进动比,xst-1为t-1时刻从端位置;利用调整后的惯性系数按如下方式对当前时刻从端轨迹进行修正: 式中xdst为t时刻的从端期望位置;在每一时刻t重复步骤二至步骤四,实现连续的变参数轨迹修正,以实现遥操作控制。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 西北工业大学 一种基于表面肌电信号的变参数遥操作控制方法

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