中國科學院沈陽自動化研究所趙新剛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院沈陽自動化研究所申請的專利基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116491961B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210053417.9,技術領域涉及:A61B5/389;該發明授權基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法是由趙新剛;張道輝;熊德臻;趙憶文;褚亞奇;莫禮燕;趙明;徐壯設計研發完成,并于2022-01-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法在說明書摘要公布了:本發明屬于生物信號處理及人機交互領域,具體的說是基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法。包括以下步驟:1利用肌電傳感器采集單側腿部肌肉產生的肌電信號,慣導傳感器獲取關節運動角度;2對肌電信號進行預處理;3將預處理后的肌電數據通過非負矩陣分解算法提取肌肉協同信息;4將肌肉協同信息劃分為訓練集數據和測試集數據;5建立深度雙向循環神經網絡;并通過訓練集數據進行訓練;6將測試集數據輸入至訓練后的深度雙向循環神經網絡,驗證訓練后的深度雙向循環神經網絡的角度回歸效果。本發明采用矩陣分解的方式提取肌肉協同信息,對比運動單元分解方法顯著減少了電極數目和硬件成本,有利于提升應用范圍和實時性能。
本發明授權基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法在權利要求書中公布了:1.基于肌肉協同和深度學習的下肢連續運動估計方法,其特征在于,包括以下步驟: 1利用肌電傳感器采集勻速行走過程中單側腿部肌肉產生的肌電信號,同時,通過慣導傳感器獲取關節運動角度; 2對所采集的肌電信號進行預處理,得到預處理后的肌電數據; 矯正后的肌電數據的格式為M*T;其中,M為肌電通道數目,T為每個滑動窗的采樣點長度,即M*T即非負矩陣V; 3將預處理后的肌電數據通過非負矩陣分解算法提取肌肉協同信息; 將肌電數據通過非負矩陣分解算法分解,并獲取兩個非負矩陣W和H,即: V≈WH 其中,V為非負矩陣,W為肌肉協同信息的非負矩陣,格式為M*N,H為激活系數,格式為N*T;N為肌肉協同數目; 最優的W和H由最小化V和重構數據WH之間的歐氏距離來獲得,即: 其中,s.t.為約束條件,根據上式求解肌肉協同信息W; 將W的維度設置為2維,即取2個肌肉協同信息; 4將肌肉協同信息劃分為訓練集數據和測試集數據; 5建立深度雙向循環神經網絡;并通過訓練集數據對深度雙向循環神經網絡進行訓練; 6將測試集數據輸入至訓練后的深度雙向循環神經網絡,通過獲取預測角度與慣導采集的真實角度間的均方根誤差,驗證訓練后的深度雙向循環神經網絡的角度回歸效果。
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