【技术实现步骤摘要】
一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统
[0001]本专利技术涉及一种肌电手势识别系统，具体为一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，属于信息反馈
技术介绍
[0002]虚拟现实技术可模拟出与真实世界相同的虚拟世界，利用各种交互传感设备，通过视觉、听觉和力觉等直观而又实时的感知，使人沉浸在虚拟环境中，产生身临其境的临场感。用户可根据自身的感觉，通过输入设备对虚拟世界中的物体进行操作，参与其中的事件。
[0003]长期以来，由于计算机技术，传感技术等的限制，人们的研究重点都集中在视觉和听觉等较易突破的方面，而较少关注温度，电反馈，震动等触觉或其他的感官形态。研究表明，与传统的视觉和听觉再现人机交互相比，直接接触型的物理反馈能更好的提高虚拟现实系统的真实感，并在一定程度上提高事件的执行效率和成功率。
[0004]现有的基于肌电手势的物理反馈技术主要由声音反馈(扬声器)和光学(显示屏或者视觉反馈)提供，对于人机交互和游戏交互提供的真实感有限。
[0005]通过检索发现，现有的结合物理反馈的肌电手势技术的缺点：
[0006]1、反馈的物理方式很单一，都是视觉和听觉反馈，然而其实加入触觉，电刺激，温度和震动的反馈在一些VR/AR游戏中以及人机交互过程中可以提供更加直观化的反馈感受。
[0007]2、现有的肌电物理反馈技术应用场景单一，检索到的国内的相关专利的应用场景都是在无人驾驶和无人飞机操控的领域，而其实相关技术在VR/AR游戏及残疾人智能假肢等领域也很多的应用前景。>
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统。
[0009]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，包括手势识别系统，所述手势识别系统包括肌电信号采集装置；
[0010]所述肌电信号采集装置包括温度、电刺激和震动触觉反馈，所述肌电信号采集装置通过表面肌电信号识别用户的手势动作然后通过具有温度、电刺激和震动触觉的肌电设备反馈给用户。
[0011]优选的，根据用户做标准手势，由肌电信号采集装置获得多通道的肌电信号s1；
[0012]对s1进行工频干扰陷波，并进行滤波得到多通道的预处理信号s2。
[0013]优选的，所述信号s2各导联信号的滑动窗处理，包括：
[0014]计算各窗口信号的绝对平均值m(n)和AR模型的前n系数；
[0015]将这些特征参数设置为手势识别的模板。
[0016]优选的，所述手势特征包括神经网络如CNN等提取的特征，操作包括：
[0017]用户每做一个手势，由肌电信号采集装置获得更多通道的表面肌电信号；
[0018]对表面肌电信号进行工频干扰陷波处理和滤波，得到多通道的实时样本信号s3；
[0019]将多通道的信号s3各导联信号进行叠加后的增值作为操作力度信息S，且每种手型手势对应的阈值不同；
[0020]若操作力度信息S大于预设的阈值，则认为用户开始进行操作，并将其作为指令信息的一部分；
[0021]若持续T时间操作力度S小于阈值，则认为操作结束。
[0022]优选的，所述s3各导联信号进行滑动窗处理，包括：
[0023]在操作时间段内，得到实时样本信号各窗口的绝对平均值M_t(n)和AR模型的前n个系数的肌电特征；
[0024]获取的特征与模板的特征进行对比，分析出手势的种类。
[0025]优选的，所述肌电特征与模板特征进行对比，其匹配的方式包括常见的机器学习方法。
[0026]优选的，根据手型手势信息映射生成有效的肌电操作指令，操作包括：
[0027]对已生成操作指令的状态进行实时更新；
[0028]在相应的场景或者环境中会有相应的手形手势来模拟用户的具体操作动作；
[0029]场景或者环境中的一些反馈会基于手势动作通过信号传输发送给肌电设备；
[0030]肌电设备依据场景或其他环境作出相应的反馈。
[0031]优选的，所述反馈包括电刺激、温度变化和震动触觉反馈等连续正负的反馈。
[0032]优选的，所述用户根据反馈作出决策，包括：
[0033]调整虚拟场景或者环境中手的位置或者手势动作；
[0034]实时对场景或环境做出相应的操作；
[0035]迅速完成场景或环境中的任务和反应。
[0036]本专利技术的有益效果是：其一、本专利技术可以进行操作的指令数很丰富，手势的种类数很多，相较于传统的设备，本专利技术可以进行更多的操作，并且传统技术中的繁琐操作，在本方案中可以用不同的手势进行直接代替，因而操作更加地方便。
[0037]其二、本专利技术将温度变化和电刺激，以及震动多种物理感受反馈给用户，用户在游戏或者虚拟场景中可以拥有更加真实的体验，提高沉浸感，如果是假肢的情况，用户则能更加清晰地感知周围的环境，从而避免危险的同时又能给够做出更快的反应。
附图说明
[0038]图1为本专利技术训练阶段工作流程示意图；
[0039]图2为本专利技术识别和反馈阶段工作流程示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]请参阅图1
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2所示，一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，包括手势识别系统，手势识别系统包括肌电信号采集装置，肌电信号采集装置设置于人体前臂肌肉群处，以实现用户手势动作等信息的实时采集，极大避免了采集时出现的误差；
[0042]肌电信号采集装置包括温度、电刺激和震动等触觉反馈，肌电信号采集装置通过表面肌电信号识别用户的手势动作然后通过具有温度、电刺激和震动等触觉的肌电设备反馈给用户。
[0043]作为本专利技术的一种技术优化方案，如附图1，根据用户做标准手势，由肌电信号采集装置获得多通道的肌电信号s1，s1为基础采集信号；
[0044]对s1进行工频干扰陷波，并进行滤波得到多通道的预处理信号s2，s2信号的精准度更高。
[0045]作为本专利技术的一种技术优化方案，信号s2各导联信号的滑动窗处理，包括：
[0046]计算各窗口信号的绝对平均值m(n)和AR模型的前n个系数，或者其他肌电特征；
[0047]将这些特征参数设置为手势识别的模板。
[0048]作为本专利技术的一种技术优化方案，手势特征包括神经网络如CNN等提取的特征，操作包括：
[0049]用户每做一个手势，由肌电信号采集装置获得更多通道的表面肌电信号；
[0050]对表面肌电信号进行工频干扰陷波处理和滤波，得到多通道的实时样本信号s3；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，包括手势识别系统，其特征在于：所述手势识别系统包括肌电信号采集装置；所述肌电信号采集装置包括温度、电刺激和震动触觉反馈，所述肌电信号采集装置通过表面肌电信号识别用户的手势动作然后通过具有温度、电刺激和震动触觉的肌电设备反馈给用户。2.根据权利要求1所述的一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，其特征在于，包括以下步骤：根据用户做标准手势，由肌电信号采集装置获得多通道的肌电信号s1；对s1进行工频干扰陷波，并进行滤波得到多通道的预处理信号s2。3.根据权利要求2所述的一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，其特征在于，包括以下步骤：所述信号s2各导联信号的滑动窗处理；计算各窗口信号的绝对平均值m(n)和AR模型的前n个系数；将特征参数设置为手势识别的模板。4.根据权利要求1所述的一种具有反馈信息功能的肌电手势识别系统，其特征在于：所述手势特征包括神经网络等提取的特征，包括以下步骤：用户每做一个手势，由肌电信号采集装置获得更多通道的表面肌电信号；对表面肌电信号进行工频干扰陷波处理和滤波，得到多通道的实时样本信号s3；将多通道的信号s3各导联信号进行叠加后的增值作为操作力度信息S，且每种手型手势对应的阈值不同；若操作力度信息S大于预设的阈值，则认为用户开始进行操作，并将其作为指令信息的一部分；若持续T时间操作...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，曹琪琪，徐超立，
申请(专利权)人：浙江柔灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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