【摘 要】
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本论文主要论述了在多自由度上假肢的控制系统中,对多种控制信号源的选择和实现。 首先,介绍了目前国内外在假肢研究领域常用的几种控制信号源。并分析了它们各自的优点和不
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本论文主要论述了在多自由度上假肢的控制系统中,对多种控制信号源的选择和实现。 首先,介绍了目前国内外在假肢研究领域常用的几种控制信号源。并分析了它们各自的优点和不足。 然后,重点研究了将语音作为信号源控制假肢的控制方式,阐述了特定人语音识别的基本原理和方法,并详细论述了语音识别算法在PC机上的实现过程。其中,采用短时能量和过零率协同检测法来获取语音段,并在检测过程中引入了可容忍静音时间的判断来避免语音信息的遗漏;在参数提取阶段,采用梅尔频率倒谱参数作为语音信号的特征参数;在识别过程中,采用动态时间规整算法来实现参数匹配,并提出了一种全局约束的方法来减小计算量。 然后,针对假肢对控制信号源有抗干扰性和隐蔽性的要求,将眨眼信号和脚趾按压信号作为两种新的信号源引入到对上假肢的控制之中。分别讨论了对眨眼信号和脚趾按压信号进行有效的检测和识别的方法,并利用该方法结合现有的硬件设备和PC机成功地完成了对两种信号的识别。 最后,建立了三种信号的识别结果和假肢的控制指令之间的对应关系,并利用实验室现有的多自由度假肢实验平台,分别对语音信号、眼动信号和脚趾按压信号三种信号源的控制效果进行了测试。测试结果表明,采用语音信号控制假肢,方便快捷,识别的准确度高,而且能完成的控制功能十分丰富;而眨眼信号和脚趾按压信号具有很强的隐蔽性和抗干扰能力,可以弥补语音控制方式在这方面的缺陷;将它们与语音信号的控制方式相结合,能够克服单一信号控制方式的不足,达到最佳的控制性能,同时在操作方式上提供给残疾患者更大的选择空间。
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