針對腦電控制假手的運動想象識別及其本體感覺反饋研究.pdf

1、仿生假手正是在這種情況下應(yīng)運而生,理想的假手設(shè)計應(yīng)滿足下面兩個要求,一方面要有高效可靠的控制方式,能夠準確的獲取使用者的操作意圖,并準確控制假手的動作,另一方面要能夠向人體反饋假手的位置狀態(tài)、運動狀態(tài)及周圍環(huán)境信息等,讓使用者通過假手間接獲得感覺。
　　本文結(jié)合課題“針對腦電控制假手的運動想象識別及其本體感覺反饋研究”的要求,根據(jù)運動想象腦電信號的神經(jīng)機理,對運動想象腦電信號的采集、預(yù)處理、特征提取和模式分類等做了探討,并將其與仿

2、生假手的控制方法相結(jié)合,提出了腦電控制假手的系統(tǒng)組成及控制策略。更深入地,在研究了本體感覺反饋現(xiàn)象之后,提出將振動誘發(fā)的運動幻覺作為本體感覺反饋應(yīng)用到腦電控制的假手上,通過其向使用者反饋假手的運動感覺,實現(xiàn)仿生假手更加自然的運動感覺反饋。本文主要完成了下列工作,并取得了部分創(chuàng)新成果:
　　(1)對腦電控制假手的感覺反饋進行了深入的探討,介紹了目前已應(yīng)用于假手的感覺反饋方式。結(jié)合本體感覺和肌肉神經(jīng)感知機制,闡述了經(jīng)高頻振動誘發(fā)的運動

3、幻覺產(chǎn)生機理,并進行了振動狀態(tài)下的本體感覺反饋實驗,對運動幻覺的特性做了進一步的分析。提出利用腕部運動幻覺作為假手本體感覺反饋應(yīng)用到腦電控制假手系統(tǒng)中。在此基礎(chǔ)上,對基于腦電信號控制的假手及其本體感覺反饋系統(tǒng)方案做了詳細的介紹。
　　(2)針對使用傳統(tǒng)EMD方法對腦電信號進行消噪時會導(dǎo)致某些IMF所包含的有用信號與噪聲一起被過濾掉情況,提出了一種基于EMD小波閾值消噪的方法,克服了傳統(tǒng)EMD去噪無法保留高頻成分中有用信息的缺陷。同

4、時,針對腦電信號中眼電偽跡干擾的問題,提出了一種基于二階非平穩(wěn)源的盲源分離算法來消除腦電信號中混雜的眼電偽跡,信號的預(yù)處理效果明顯。
　　(3)提出了采用模糊熵算法對腦電信號進行特征提取,模糊熵算法選擇指數(shù)函數(shù)作為模糊函數(shù)來度量兩個向量的相似性,避免了近似熵及樣本熵使用二值函數(shù)方法缺乏連續(xù)性、對閾值的取值敏感、容易導(dǎo)致熵值突變的問題。結(jié)合運動想象腦電信號的ERD/ERS現(xiàn)象,提出利用C3、C4通道腦電信號的分段模糊熵差值作為特征向