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融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别研究
被引量:
8
1
作者
席旭刚
汤敏彦
+2 位作者
张自豪
张启忠
罗志增
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2735-2741,共7页
为了提高下肢运动模式识别率,本文设计了一种融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别方法.首先,用局部均值分解将表面肌电信号分解为多个乘积函数(Product Functions,PFs),再计算PF成分的多尺度排序熵.然后,通过拉普拉斯权重(Lapla...
为了提高下肢运动模式识别率,本文设计了一种融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别方法.首先,用局部均值分解将表面肌电信号分解为多个乘积函数(Product Functions,PFs),再计算PF成分的多尺度排序熵.然后,通过拉普拉斯权重(Laplacian score,LS)特征选择算法选定每路肌电信号的一个尺度排序熵为特征,并把该特征和加速度信号的排序熵组成特征向量.最后,根据类内欧氏距离和类间样本分布,设计了改进的二叉树支持向量机,把特征向量输入该支持向量机进行下肢运动模式分类.实验结果表明所提方法对七个日常动作的平均识别率达到98.62%,相较于其他方法有较高的识别率.
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关键词
下肢运动模式
识别
表面肌电信号
加速度信号
多尺度排序熵
改进二叉树支持向量机
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职称材料
基于多源信息和粒子群优化算法的下肢运动模式识别
被引量:
7
2
作者
刘磊
杨鹏
刘作军
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期439-447,共9页
为了提高人体下肢多运动模式识别的准确性,提出一种基于多源信息和粒子群优化算法-误差反向传播(PSO-BP)神经网络的识别方法.建立下肢多源信息采集系统,该系统由下肢表面肌电信号、髋关节角度、髋关节加速度组成.选择肌电信号偏度、峭...
为了提高人体下肢多运动模式识别的准确性,提出一种基于多源信息和粒子群优化算法-误差反向传播(PSO-BP)神经网络的识别方法.建立下肢多源信息采集系统,该系统由下肢表面肌电信号、髋关节角度、髋关节加速度组成.选择肌电信号偏度、峭度和功率谱比值为肌电信号特征,髋关节角度细分模式均值比为腿部角度信号特征,加速度标准差、能量峰值、两轴相关性系数为髋关节加速度特征.按照主成分分析(PCA)方法融合上述特征值,利用PSO-BP进行识别.实验结果表明:该方法识别率为95.75%,平均识别时间为1.234 8s.
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关键词
多源信息
粒子群优化算法
主成分分析
下肢运动模式
识别
BP神经网络
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职称材料
基于多源信息和广义回归神经网络的下肢运动模式识别
被引量:
8
3
作者
刘磊
杨鹏
刘作军
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期310-317,共8页
针对目前下肢运动模式识别率低的问题,提出了一种基于多源信息和广义回归神经网络(GRNN)的下肢运动模式识别方法.通过足底压力信息将人体日常下肢动作分解为不同的动作片段以组成识别目标集.采用下肢表面肌电信号中的偏度、峭度、功率谱...
针对目前下肢运动模式识别率低的问题,提出了一种基于多源信息和广义回归神经网络(GRNN)的下肢运动模式识别方法.通过足底压力信息将人体日常下肢动作分解为不同的动作片段以组成识别目标集.采用下肢表面肌电信号中的偏度、峭度、功率谱熵,以髋关节角度作为腿部特征值,利用主成分分析(PCA)方法对文中提取的特征值进行降维处理,以缩短模型训练时间,防止过拟合.最后,利用GRNN对目标集中平地行走、上楼、下楼3种动作进行识别.实验结果表明,该方法的正确识别率为90.16%.
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关键词
多源信息
片段分解
主成分分析
下肢运动模式
识别
广义回归神经网络
原文传递
FAI和Coper患者踝关节扭伤相关动作中的下肢运动生物力学特征
被引量:
4
4
作者
张泽毅
刘卉
+2 位作者
张美珍
武晓刚
陈维毅
《中国体育科技》
CSSCI
北大核心
2023年第8期47-55,共9页
目的:探讨功能性踝关节不稳定(functional ankle instability,FAI)患者、Coper患者及健康人群在完成踝关节扭伤相关动作时踝关节运动生物力学特征及功能补偿机制的差异,了解与FAI患者重复扭伤相关的运动特征。方法:运用红外光点运动捕...
目的:探讨功能性踝关节不稳定(functional ankle instability,FAI)患者、Coper患者及健康人群在完成踝关节扭伤相关动作时踝关节运动生物力学特征及功能补偿机制的差异,了解与FAI患者重复扭伤相关的运动特征。方法:运用红外光点运动捕捉系统(Nokov Mars2H)和三维测力台(Bertec)获得FAI患者(n=10)、Coper患者(n=10)和健康人群(n=10)完成急停侧切、急停起跳、单腿落地3个动作时的下肢运动学和动力学数据。采用3×3双因素混合设计方差分析检验不同动作和人群对下肢运动生物力学特征的影响。结果:不同动作和人群对踝关节跖屈角(P=0.039)、踝关节内翻角(P=0.001)、髋关节矢状面活动度(range of motion,ROM)(P=0.044)、膝关节矢状面ROM(P=0.045)、垂直地面反作用力(ground reaction force,GRF)峰值(P=0.015)和膝关节能量吸收(P=0.050)的交互作用显著。单腿落地时,FAI患者比Coper患者(P=0.027)和健康人群(P=0.012)表现出更大的踝关节跖屈角。急停侧切时,FAI患者表现出更大的踝关节内翻角速度(Coper患者:P=0.011;健康人群:P=0.017)、膝关节矢状面ROM(Coper患者:P=0.050;健康人群:P=0.002)、膝关节能量吸收(Coper患者:P=0.049;健康人群:P=0.042)。单腿落地时,FAI患者的踝关节矢状面ROM较Coper患者(P=0.001)和健康人群(P=0.004)更大,踝关节能量吸收呈增加趋势(P=0.110)。此外,Coper患者单腿落地时的垂直GRF在11.6%~13.2%动作周期显著低于FAI患者(P=0.037),在9.8%~12.9%动作周期显著低于健康人群(P=0.019)。结论:Coper患者在扭伤后表现出与健康人群类似的运动特征。FAI患者与Coper患者和健康人群相比,在单腿落地和急停侧切时表现出踝关节跖屈角、踝关节内翻角速度、踝关节矢状面ROM、膝关节矢状面ROM和膝关节能量吸收增加等运动特征变化,可能与FAI患者重复扭伤有关。建议FAI患者在训练时除加强踝关节训练外,还需强化膝关节伸肌力量训练,改善下肢着地运动模式,使各关节更有效缓冲GRF。
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关键词
FAI患者
Coper患者
踝关节扭伤相关动作
下肢运动模式
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职称材料
题名
融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别研究
被引量:
8
1
作者
席旭刚
汤敏彦
张自豪
张启忠
罗志增
机构
杭州电子科技大学智能控制与机器人研究所
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期2735-2741,共7页
基金
浙江省自然科学基金(No.LY17F030021)
国家自然科学基金(No.61671197)
文摘
为了提高下肢运动模式识别率,本文设计了一种融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别方法.首先,用局部均值分解将表面肌电信号分解为多个乘积函数(Product Functions,PFs),再计算PF成分的多尺度排序熵.然后,通过拉普拉斯权重(Laplacian score,LS)特征选择算法选定每路肌电信号的一个尺度排序熵为特征,并把该特征和加速度信号的排序熵组成特征向量.最后,根据类内欧氏距离和类间样本分布,设计了改进的二叉树支持向量机,把特征向量输入该支持向量机进行下肢运动模式分类.实验结果表明所提方法对七个日常动作的平均识别率达到98.62%,相较于其他方法有较高的识别率.
关键词
下肢运动模式
识别
表面肌电信号
加速度信号
多尺度排序熵
改进二叉树支持向量机
Keywords
lower limb motion pattern recognition
surface electromyography(sEMG)
acceleration signal
multiscale permutation entropy(MPE)
improved support vector machine based binary tree(ISVM-BT)
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于多源信息和粒子群优化算法的下肢运动模式识别
被引量:
7
2
作者
刘磊
杨鹏
刘作军
机构
河北工业大学控制科学与工程学院
智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心
出处
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第3期439-447,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(61174009
61203323)
天津市自然科学基金资助项目(13JCQNJC03400)
文摘
为了提高人体下肢多运动模式识别的准确性,提出一种基于多源信息和粒子群优化算法-误差反向传播(PSO-BP)神经网络的识别方法.建立下肢多源信息采集系统,该系统由下肢表面肌电信号、髋关节角度、髋关节加速度组成.选择肌电信号偏度、峭度和功率谱比值为肌电信号特征,髋关节角度细分模式均值比为腿部角度信号特征,加速度标准差、能量峰值、两轴相关性系数为髋关节加速度特征.按照主成分分析(PCA)方法融合上述特征值,利用PSO-BP进行识别.实验结果表明:该方法识别率为95.75%,平均识别时间为1.234 8s.
关键词
多源信息
粒子群优化算法
主成分分析
下肢运动模式
识别
BP神经网络
Keywords
multi-source information
particle swarm optimization algorithm
principal component analysis
lower limb locomotion-mode identification
BP neural network
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
下载PDF
职称材料
题名
基于多源信息和广义回归神经网络的下肢运动模式识别
被引量:
8
3
作者
刘磊
杨鹏
刘作军
机构
河北工业大学控制科学与工程学院
智能康复装置与检测技术教育部工程研究中心
出处
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2015年第3期310-317,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(61203323
61174009)
天津市自然科学基金资助项目(13JCQNJC03400)
文摘
针对目前下肢运动模式识别率低的问题,提出了一种基于多源信息和广义回归神经网络(GRNN)的下肢运动模式识别方法.通过足底压力信息将人体日常下肢动作分解为不同的动作片段以组成识别目标集.采用下肢表面肌电信号中的偏度、峭度、功率谱熵,以髋关节角度作为腿部特征值,利用主成分分析(PCA)方法对文中提取的特征值进行降维处理,以缩短模型训练时间,防止过拟合.最后,利用GRNN对目标集中平地行走、上楼、下楼3种动作进行识别.实验结果表明,该方法的正确识别率为90.16%.
关键词
多源信息
片段分解
主成分分析
下肢运动模式
识别
广义回归神经网络
Keywords
: multiple-source information
fragment decomposition
principal component analysis (PCA)
lower limb locomotion mode recognition
general regression neural network (GRNN)
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
原文传递
题名
FAI和Coper患者踝关节扭伤相关动作中的下肢运动生物力学特征
被引量:
4
4
作者
张泽毅
刘卉
张美珍
武晓刚
陈维毅
机构
太原理工大学
北京体育大学
出处
《中国体育科技》
CSSCI
北大核心
2023年第8期47-55,共9页
基金
首批新文科研究与改革实践项目(2021050026)
山西省基础研究计划(自由探索类)资助项目(202103021224109)
+1 种基金
山西省高等学校哲学社会科学研究项目(2017313)
太原理工大学学科建设经费资助项目。
文摘
目的:探讨功能性踝关节不稳定(functional ankle instability,FAI)患者、Coper患者及健康人群在完成踝关节扭伤相关动作时踝关节运动生物力学特征及功能补偿机制的差异,了解与FAI患者重复扭伤相关的运动特征。方法:运用红外光点运动捕捉系统(Nokov Mars2H)和三维测力台(Bertec)获得FAI患者(n=10)、Coper患者(n=10)和健康人群(n=10)完成急停侧切、急停起跳、单腿落地3个动作时的下肢运动学和动力学数据。采用3×3双因素混合设计方差分析检验不同动作和人群对下肢运动生物力学特征的影响。结果:不同动作和人群对踝关节跖屈角(P=0.039)、踝关节内翻角(P=0.001)、髋关节矢状面活动度(range of motion,ROM)(P=0.044)、膝关节矢状面ROM(P=0.045)、垂直地面反作用力(ground reaction force,GRF)峰值(P=0.015)和膝关节能量吸收(P=0.050)的交互作用显著。单腿落地时,FAI患者比Coper患者(P=0.027)和健康人群(P=0.012)表现出更大的踝关节跖屈角。急停侧切时,FAI患者表现出更大的踝关节内翻角速度(Coper患者:P=0.011;健康人群:P=0.017)、膝关节矢状面ROM(Coper患者:P=0.050;健康人群:P=0.002)、膝关节能量吸收(Coper患者:P=0.049;健康人群:P=0.042)。单腿落地时,FAI患者的踝关节矢状面ROM较Coper患者(P=0.001)和健康人群(P=0.004)更大,踝关节能量吸收呈增加趋势(P=0.110)。此外,Coper患者单腿落地时的垂直GRF在11.6%~13.2%动作周期显著低于FAI患者(P=0.037),在9.8%~12.9%动作周期显著低于健康人群(P=0.019)。结论:Coper患者在扭伤后表现出与健康人群类似的运动特征。FAI患者与Coper患者和健康人群相比,在单腿落地和急停侧切时表现出踝关节跖屈角、踝关节内翻角速度、踝关节矢状面ROM、膝关节矢状面ROM和膝关节能量吸收增加等运动特征变化,可能与FAI患者重复扭伤有关。建议FAI患者在训练时除加强踝关节训练外,还需强化膝关节伸肌力量训练,改善下肢着地运动模式,使各关节更有效缓冲GRF。
关键词
FAI患者
Coper患者
踝关节扭伤相关动作
下肢运动模式
Keywords
FAI patients
Coper patients
ankle sprain-related motions
lower limb movement patterns
分类号
G804.6 [文化科学—运动人体科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
融合表面肌电和加速度信号的下肢运动模式识别研究
席旭刚
汤敏彦
张自豪
张启忠
罗志增
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
下载PDF
职称材料
2
基于多源信息和粒子群优化算法的下肢运动模式识别
刘磊
杨鹏
刘作军
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
7
下载PDF
职称材料
3
基于多源信息和广义回归神经网络的下肢运动模式识别
刘磊
杨鹏
刘作军
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2015
8
原文传递
4
FAI和Coper患者踝关节扭伤相关动作中的下肢运动生物力学特征
张泽毅
刘卉
张美珍
武晓刚
陈维毅
《中国体育科技》
CSSCI
北大核心
2023
4
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职称材料
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