人機介面

爲了使操作者能清楚觀察肌電訊號狀態，輕易操作藉由經特徵擷取分析後，

設計出分類器並對機械臂下命令，建構出一套外表簡易、實用、易於調整的人機 介面是很重要的，人機介面的建構我們以 LabVIEW 建構此人機介面，介面能輕 易觀察 EMG 訊號及其各特徵值在每一時刻的變化以及分類器所判別出來的肌肉 狀態，也可觀察到映射函數轉化而得的手臂速度，利用 LabVIEW 呼叫外部程式 的功能，即可對機械手臂進行即時速度變化的控制，另外我們也加上頻譜分析，

雖然在頻譜上無法對手臂進行即時控制，但在此介面我們也可對手臂的快慢、施 力大小、肌肉疲勞進行分析，讓我們能對肌電訊號做完整評估，接下來將分別介 紹以 labVIEW 建構之人機介面。

圖 3.20 人機介面前置面板

圖 3.21 速度辨識面板

圖 3.22 頻譜分佈狀態面板

人機介面前置面板可以自由設定濾波器的截止頻率，在進行動作分類時可以 調整各頻道之高低臨界值來增加辨識準確率，可以觀察各頻道的各種特徵值，也

可設定出存資料的位置，在 control state 上可了解分類器所判定出手的動態，介 面的面板如圖 3.20 所示，而在圖 3.21 中，可以用來偵查最大肌肉收縮量(MVC)，

了解當時肌肉強度及疲勞程度，另外也可觀察出手臂角速度變化的曲線圖，若手 臂動作為曲則角速度以 CH1 的值為參考，若為手臂動作伸，角速度以 CH2 的值 為參考。圖 3.22 為對 EMG 訊號做頻譜分析的面板，在此我們可以觀察經由傅利 葉轉換之頻譜以及在經過 MDF 分析之頻譜分布，另外面板也顯示中位數、平均 值等資料，方便我們對頻譜做統計或特徵分析。

第四章 實驗與討論

基於所建構出的基於EMG 之機器臂控制系統，在第四章我們進行實驗，對 電訊號、手臂速度、施力之間的關係加以探討，從時域與頻域兩方面對速度的 對映

圖 4.1 實驗儀器裝置圖 肌

來分析，並且針對個人肌肉強度、肌肉疲勞的程度對手臂角速度的影響進行 討論並提出解決之道，最後利用求得的映射函數對機械手臂執行手臂速度相關的 操控，實驗設定如圖4.1 所示，首先將電極安置在操作者的肱二頭肌（CH1）與 肱三頭肌（CH2），電極安置如圖4.2 所示，EMG 訊號經由擷取及前置處理之後，

即時顯示在我們建構的人機介面上，讓使用者可以藉由觀察訊號的變化，經由所 設計的分類器及速度映射將控制命令經由區網傳送到遠端機器臂，機器臂隨之產 生相對應的運動，使用者則利用視覺回饋決定機械手臂的下一步動作。

(a) 肱二頭肌 (b)肱三頭肌 圖 4.2 電極安置圖： (a) 肱二頭肌 和(b)肱三頭肌

了了解在不同 速度之下肌電訊號的變化，這一節我們將分別在時域及頻域對不同速度之下所產 生的

雖然能作為手臂動作分類的很好的指標，不過 IEMG