检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2018年第9期39卷 20-29页

作者：何群杜硕张园园江国乾谢平燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

针对运动想象脑电信号非平稳、非线性、低信噪比的特点,多种分析方法被广泛应用于运动想象脑电信号特征提取研究中。但单通道脑电分析方法难以有效刻画多通道脑电间的交互信息,且现有特征指标未考虑到通道间的非线性动力学耦合特性。为... 详细信息

针对运动想象脑电信号非平稳、非线性、低信噪比的特点,多种分析方法被广泛应用于运动想象脑电信号特征提取研究中。但单通道脑电分析方法难以有效刻画多通道脑电间的交互信息,且现有特征指标未考虑到通道间的非线性动力学耦合特性。为此,提出一种融合单通道时-频特征和多通道耦合特征的运动想象脑电分析方法策略。通过引入多变量经验模态分解（MEMD）将脑电信号分解为具有共有震荡模式的固有模态函数（IMFs）,然后对有效特征频带下的IMF分量获取单通道的边际谱（MS）及瞬时能谱（IES）时-频特征和多通道的互样本熵（CSampEn）、锁相值（PLV）及锁频值（FLV）耦合特征,将融合特征输入加权线性判别分类器（LDA）进行运动想象模式识别。实验引入BCI 2008竞赛Dataset IIb数据集与实测数据进行分析,结果表明所提方法可有效提升运动想象脑电识别率,实验中竞赛数据集的9名受试者的平均识别率与平均Kappa系数分别达到80.1%与0.62,与其他方法相比提高了分类精度,为运动想象脑-机接口研究提供了新思路。

关键词：脑电信号运动想象多变量经验模态分解单通道时-频特征多通道耦合特征非线性动力学耦合特征

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基于能量反馈与OGY法的机器人混沌步态控制

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仪器仪表学报 2018年第9期39卷 55-64页

作者：吴晓光李艳会张天赐刘绍维谢平燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

针对双足机器人被动步行中的混沌步态,提出一种基于自适应能量反馈与OGY法的混合控制方法,将混沌步态快速转换到单周期稳定步态。首先,利用Poincaré截面,将双足机器人混合动力学系统离散化,求取该系统的不动点;然后,将机器人自身... 详细信息

针对双足机器人被动步行中的混沌步态,提出一种基于自适应能量反馈与OGY法的混合控制方法,将混沌步态快速转换到单周期稳定步态。首先,利用Poincaré截面,将双足机器人混合动力学系统离散化,求取该系统的不动点;然后,将机器人自身不动点处的机械能作为参考能量,在保证系统渐进稳定的前提下,构造自适应能量反馈控制律,使机器人状态迅速收敛至自身不动点小的邻域内;进一步地,利用OGY法对机器人支撑腿处的变量施加微扰,把机器人混沌状态稳定在自身的不动点上,实现了对混沌步态的快速控制。仿真实验和机器人行走实验结果表明了所提控制方法的有效性。

关键词：双足机器人混沌步态自适应能量反馈 OGY

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基于脑肌电反馈的虚拟康复训练系统设计

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仪器仪表学报 2018年第1期39卷 250-257页

作者：谢平刘欢王磊磊程生翠陈伟燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

针对虚拟康复系统在个体适应性、安全可行性和主动参与性等方面的研究需求,提出一种基于脑肌电反馈的虚拟康复系统。采集执行不同手势动作对应的脑电信号及表面肌电信号,提取不同肌肉模块的肌电特征送入支持向量机模型进行运动意图识别... 详细信息

针对虚拟康复系统在个体适应性、安全可行性和主动参与性等方面的研究需求,提出一种基于脑肌电反馈的虚拟康复系统。采集执行不同手势动作对应的脑电信号及表面肌电信号,提取不同肌肉模块的肌电特征送入支持向量机模型进行运动意图识别;提取脑电和肌电疲劳特征,并提出一种萤火虫-模糊神经网络算法,通过脑肌电疲劳特征实时优化调节虚拟场景的控制参数。最后,搭建包含虚拟场景及反馈控制策略的虚拟康复系统,并针对上肢肘关节屈伸、肩关节前屈后伸动作进行康复训练实验,基于肌电特征模式识别结果实现对虚拟场景及目标的控制,基于脑肌电疲劳特征优化调整场景控制参数,通过虚拟系统康复实验验证系统的有效性。

关键词：脑肌电反馈个体适应性虚拟康复特征提取萤火虫-模糊神经网络

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基于人体行走系统功能认知的步态稳定性判据

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仪器仪表学报 2018年第11期39卷 204-213页

作者：吴晓光杨磊韦磊刘绍维王挺进燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

鉴于现有双足机器人行走过程步态稳定性判据的不足和人类高效、稳定、协调的行走步态特征,提出一种基于人体行走运动特征及前庭平衡系统功能认知的步态稳定性判据,实现对步态稳定性的定量判别。根据人体行走运动特征和人体前庭平衡系统... 详细信息

鉴于现有双足机器人行走过程步态稳定性判据的不足和人类高效、稳定、协调的行走步态特征,提出一种基于人体行走运动特征及前庭平衡系统功能认知的步态稳定性判据,实现对步态稳定性的定量判别。根据人体行走运动特征和人体前庭平衡系统工作原理,将表征人体运动步态稳定性特征的矢状面质心角动量、质心前向加速度、零力矩点与中心力矩轴的前向距离进行多参数加权融合;利用粒子群优化算法进行参数优化;构建基于人体行走运动特征及前庭平衡系统功能的多参数融合的综合步态稳定性判定方法。经实验分析,该方法得到的稳定性判别指数集中分布在0.02~0.03区间内,能够实现步态稳定性的定量判别。实验结果验证了所提出的步态稳定性判据的有效性与可行性,是准确刻画步态稳定性的新方法。

关键词：人体步态特征前庭平衡系统多参数加权融合步态稳定性判据

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基于多生理信息及迁移学习的驾驶疲劳评估

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仪器仪表学报 2018年第10期39卷 223-231页

作者：谢平齐孟松张园园刘兆军程生翠燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

目前基于多生理信号的驾驶疲劳评估方法得到广泛关注。针对驾驶疲劳识别率有待提高且受个体差异性影响的问题,提出了基于脑电、心电和肌电特征融合及迁移学习的驾驶疲劳评估方法。基于模拟驾驶平台同步采集20名健康受试者的脑电信号、... 详细信息

目前基于多生理信号的驾驶疲劳评估方法得到广泛关注。针对驾驶疲劳识别率有待提高且受个体差异性影响的问题,提出了基于脑电、心电和肌电特征融合及迁移学习的驾驶疲劳评估方法。基于模拟驾驶平台同步采集20名健康受试者的脑电信号、心电信号和颈部肌电信号,基于时频分析方法和复杂度分析方法提取各生理信号特征并进行融合;然后,基于特征空间内大间隔映射（LMPROJ）的迁移学习方法实现对单一源域到目标域疲劳状态的初步判别;最后,将上述多个单一源域到目标域疲劳状态的判别结果进行决策级融合,以提高驾驶疲劳识别算法的准确性和鲁棒性。实验结果表明,基于多生理信号特征融合及迁移学习的驾驶疲劳识别率高于传统机器学习方法,且能提高不同受试者驾驶疲劳检测的鲁棒性,为多生理信号驾驶疲劳检测研究提供了新方法。

关键词：多生理信号迁移学习特征融合决策级融合驾驶疲劳

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基于sEMG的下肢运动解析方法研究

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仪器仪表学报 2018年第2期39卷 30-37页

作者：邱石杜义浩王浩谢平于金须燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室

为了实现肢体运动解析并用于康复机器人系统自适应控制,提出一种基于sEMG的下肢运动解析方法。同步采集下肢6块肌肉的表面肌电信号（sEMG）和髋、膝关节角度;引入相干性分析方法,定量描述s EMG和关节角度耦合关系,进而优化选取肌肉通道... 详细信息

为了实现肢体运动解析并用于康复机器人系统自适应控制,提出一种基于sEMG的下肢运动解析方法。同步采集下肢6块肌肉的表面肌电信号（sEMG）和髋、膝关节角度;引入相干性分析方法,定量描述s EMG和关节角度耦合关系,进而优化选取肌肉通道;采用一阶递归滤波器补偿sEMG和关节角度的机电延迟（EMD）;提出基于黄金分割的最小二乘极限学习机（GSLSELM）算法,进行下肢运动解析。实验结果表明,7名被试下肢运动解析的均方根误差（RMSE）和时长,能够满足康复机器人系统控制的准确性和实时性要求。

关键词：表面肌电信号相干性分析肌肉筛选基于黄金分割的最小二乘极限学习机运动解析

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多孔芯光子晶体光纤及其偏振特性

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发光学报 2018年第5期39卷 706-712页

作者：赵兴涛华露蒋国辉程吉瑞熊强侯蓝田燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室亚稳材料科学与技术国家重点实验室河北秦皇岛066004

强激光与气体的长距离相互作用能产生许多新奇的物理效应,而自由空间光束的自聚焦、衍射、散射等问题限制了该科技领域的发展。本文提出了一种新型多孔芯光子晶体光纤,纤芯亚波长、低折射率空气孔可以传光,具有宽带、低损耗、单模传输... 详细信息

强激光与气体的长距离相互作用能产生许多新奇的物理效应,而自由空间光束的自聚焦、衍射、散射等问题限制了该科技领域的发展。本文提出了一种新型多孔芯光子晶体光纤,纤芯亚波长、低折射率空气孔可以传光,具有宽带、低损耗、单模传输特性。利用倏逝波耦合效应,研究了纤芯亚波长空气孔束缚光的原理。根据光波传输的电磁场理论,分析了低折射率空气孔中的光强增大效应。强光在空气孔中长距离传输,为光与物质的相互作用提供了新条件,可以用于气体传感、非线性光学、高集成光子技术、原子操控等。由于纤芯空气孔可以传光,改变空气孔的大小,直接影响模场分布,进而可以获得很高的结构双折射。通过光纤结构参数的合理设计,分别获得了B=4×10-2的高双折射、纤芯直径5μm的大模场高双折射、大模面积单偏振单模特性,在光纤偏振器、光纤滤波器、光开关及光纤传感等领域有广泛的应用前景,为新型光场调控提供了新方法。

关键词：光纤光学光子晶体光纤空芯高双折射限制损耗

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基于交替三线性分解的芳烃类化合物荧光光谱

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激光与光电子学进展 2018年第9期55卷 427-433页

作者：王玉田刘凌妃王书涛张正帅燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

基于交替三线性分解(ATLD)研究了芳烃类化合物的荧光光谱。通过完整集成经验模态分解(CEEMDAN)及小波软阈值算法对荧光光谱进行了去噪处理,处理后信噪比为28.51,均方根误差为3.52×10~3。ATLD算法能成功分辨出1-萘酚、2-萘酚和萘,... 详细信息

基于交替三线性分解(ATLD)研究了芳烃类化合物的荧光光谱。通过完整集成经验模态分解(CEEMDAN)及小波软阈值算法对荧光光谱进行了去噪处理,处理后信噪比为28.51,均方根误差为3.52×10~3。ATLD算法能成功分辨出1-萘酚、2-萘酚和萘,三种物质的回收率分别为96%~103.3%,97.24%~103.9%和97.2%~103.6%。结果表明,ATLD算法对芳烃类化合物具有良好的预测性能。

关键词：光谱学荧光光谱学交替三线性分解完整集成经验模态分解回收率

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下肢康复机器人的自适应人机交互控制策略

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自动化学报 2018年第4期44卷 743-750页

作者：杜义浩邱石谢平郭子晖吴晓光李小俚燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004

针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,... 详细信息

针对康复机器人运动过程中的人机交互性问题,提出一种下肢康复机器人自适应人机交互控制策略.提取伸屈运动中下肢表面肌电信号(Surface electromyography,sEMG)和足底压力特征,分别用于表征下肢运动意图和人机交互力(Interaction force,IF)信息,建立基于sEMG-IF的人机交互信息融合模型,实现下肢康复机器人运动轨迹的在线规划;考虑主动康复运动过程中的人机交互作用,建立具有时变动态特性的人机系统动力学模型,设计间接模糊自适应控制器对期望轨迹进行跟踪控制,实现下肢康复机器人自适应人机交互控制.通过对5名被试者进行下肢康复机器人运动控制实验研究,验证所提方法的可行性和有效性.

关键词：下肢康复机器人运动意图人机交互自适应控制

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双零色散光子晶体光纤中可见及红外宽带高效色散波

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光子学报 2018年第11期47卷 23-29页

作者：赵兴涛蒋国辉程吉瑞华露熊强燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

利用Ti宝石激光器生成的飞秒激光脉冲入射高非线性双零色散光子晶体光纤,进行非线性光谱实验.抽运脉冲的中心波长为800nm,位于接近零色散点的反常色散区,在正常色散区观测到双零色散光子晶体光纤产生的超宽带连续光谱输出,相对于单零色... 详细信息

利用Ti宝石激光器生成的飞秒激光脉冲入射高非线性双零色散光子晶体光纤,进行非线性光谱实验.抽运脉冲的中心波长为800nm,位于接近零色散点的反常色散区,在正常色散区观测到双零色散光子晶体光纤产生的超宽带连续光谱输出,相对于单零色散光子晶体光纤,转换效率更高、谱带稳定而平滑,不仅获得了高效宽带蓝移色散波,还获得了长波段正常色散区的宽带红移色散波.实验结果与理论分析的相位匹配条件一致,阐明了色散波产生的物理机理.随泵浦功率的增大,长波段红移色散波发生明显红移,可见波段蓝移色散波强度显著增长,当泵浦功率为0.68 W时,泵浦光几乎全部转化,蓝移色散波与残余泵浦的输出功率之比大于257∶1,光谱转换效率极高,达到99.6%以上.蓝移色散波的宽带达到了309nm,近红外波段的红移色散波与孤子波相连,形成超连续谱,带宽可达628nm.实验结果对超短脉冲激光频率转换和宽带光源的研究具有参考价值.

关键词：光纤晶体光纤非线性光学相位匹配色散波喇曼散射高效频率转换

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