融合生物信息的智能仿生腿步態(tài)分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、異構(gòu)雙腿行走機器人（Biped Robot with Heterogeneous Legs，BRHL）是一種將雙足機器人和智能仿生腿集成研究的新型機器人模型。它作為一種高度擬人的實驗平臺能夠研究殘疾人穿戴智能假肢后的行走動態(tài)特性，同時還可用于研究人體與智能肢體之間的協(xié)調(diào)和不對稱雙腿的行走等問題。這些研究必將更好地促進智能假肢在實際應(yīng)用中的開發(fā)。
　　本文首先對智能假肢的研究現(xiàn)狀和BRHL作了介紹，并闡述了腦-機接口(Brain-C

2、omputer Interface，BCI)在假肢技術(shù)上的應(yīng)用發(fā)展。BRHL是假肢研究的一個理想實驗平臺，而基于腦電信號控制假肢的技術(shù)給假肢的研究開拓了更廣闊的視角。論文的研究內(nèi)容主要為BRHL步態(tài)模式的定量分析和BCI系統(tǒng)的設(shè)計。
　　為了能夠?qū)RHL或智能假肢進行反饋控制，需要了解假肢運動時一些典型的步態(tài)參數(shù)。本文利用由MTi慣性傳感器采集的角速度及加速度信號來定量計算這些參數(shù)。創(chuàng)新性地提出了雙擺及倒立雙擺的步態(tài)模型，并結(jié)合

3、小波變換算法計算得到人體行走時的髖膝關(guān)節(jié)角度和步長等步態(tài)參數(shù)。采用的算法相對簡單且準確，經(jīng)驗證是一種有效地步態(tài)定量分析方法。
　　基于BCI系統(tǒng)控制假肢就是利用腦電信號得到假肢控制命令的過程，因此問題的研究重點也就轉(zhuǎn)換為對BCI系統(tǒng)的設(shè)計，其基本任務(wù)又包括對數(shù)據(jù)的采集與預(yù)處理、腦電特征的提取及模式分類。本文應(yīng)用時域分析、頻域分析、小波變換及共空域模式等多種算法提取特征向量，并采用Fisher線性判別式和支持向量機兩種基于不同原理的