CN105522986A - 利用肌电信号的车辆控制装置及方法 - Google Patents

利用肌电信号的车辆控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及利用肌电信号的车辆控制装置及方法。所述利用肌电信号的车辆控制装置包括：肌电信号测定部，其分别测定左/右前臂的肌电信号；肌电信号处理部，其对所述肌电信号测定部测定的左/右前臂的肌电信号进行处理；肌电信号组合部，其对经过所述肌电信号处理部处理的左/右前臂的肌电信号进行组合；以及控制部，其利用所述左/右前臂的肌电信号的组合结果判断左/右前臂的动作，并根据判断得到的所述左/右前臂的动作控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航(Audio？Video？Navigation；AVN)装置的功能中的至少一种。本发明利用肌电信号的车辆控制装置能够按照驾驶员的意图控制车辆的转向、制动及车辆的多媒体功能。

Description

利用肌电信号的车辆控制装置及方法
技术领域
本发明涉及利用肌电信号的车辆控制装置及方法，尤其涉及一种通过测定及处理根据前臂的动作发生的肌电信号，能够按照驾驶员的意图控制车辆的转向、制动及车辆的多媒体功能的利用肌电信号的车辆控制装置及方法。
背景技术
转向***一般是用于驾驶员任意变更车辆行进方向的装置，是由方向盘、转向轴等构成，将驾驶员的转向力传递给齿轮装置的操作机构，由改变转向力方向的同时增大旋转力并传递到行驶连接机构的齿轮装置及将齿轮装置的动作传递到前轮并准确支撑左右车轮的相关位置的连接机构等构成。
并且，多媒体***在驾驶员、车辆乘客触摸或用操作器(例如：杆、方向键、按钮、触摸屏、触摸板等)选择要使用的应用程序(App)，并通过相同方法选择应用程序(App)自身的功能时，通过影音导航(AudioVideoNavigation；AVN)装置的画面向车辆乘客提供音乐、视频、广播、收音机等多媒体功能及电话、蓝牙及语音识别等远程信息处理功能。
上述车辆***通过人的手部(手(forehand)、前臂、下臂、从胳膊肘至手腕之间的部分)工作，因意外事故或先天性疾病不方便使用手部的人无法在车辆内驾驶和使用多媒体装置。为解决这种问题，将肌电(ELECTROMYOGRAPHIC；EMG)信号等生物信号应用到车辆***(例如，驾驶及多媒体***)的技术受到广泛关注。
本发明的背景技术公开于韩国公开专利10-2007-0064083号(公开日期：2007年06月20日，利用肌电信号的车辆控制装置及方法)。
上述背景技术是通过对基于线控技术(X-by-Wire)技术的肌电信号进行处理控制车辆加速、制动及转向等的方法。但由于上述背景技术之类的***因获取肌电信号的部位广泛，因此信号区分模糊，为进行控制而处理和计算测定得到的信号的方法不明确，并且，控制车辆的方法也不够多样，没有明确公开其方法，过于茫然，因此无法确定是否能够起到控制实际车辆的功能。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通过测定及处理根据前臂的动作发生的肌电信号，能够按照驾驶员的意图控制车辆的转向、制动及车辆的多媒体功能的利用肌电信号的车辆控制装置及方法。
技术方案
根据本发明一个方面的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于，包括：肌电信号测定部，其分别测定左/右前臂的肌电信号；肌电信号处理部，其对所述肌电信号测定部测定的左/右前臂的肌电信号进行处理；肌电信号组合部，其对经过所述肌电信号处理部处理的左/右前臂的肌电信号进行组合；以及，控制部，其利用所述左/右前臂的肌电信号的组合结果判断左/右前臂的动作，并根据判断得到的所述左/右前臂的动作控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航(AudioVideoNavigation；AVN)装置的功能中的至少一种。
本发明的特征在于，所述肌电信号测定部包括：至少一个表面电极，其附着于前臂测定肌电信号；放大器，其放大所述表面电极测定的肌电信号；带通滤波器，其从经过所述放大器放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的信号；陷波滤波器，其从经过所述放大器放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的电噪声信号；模数转换器，其对过滤得到的所述特定频带的信号去除噪声后得到的信号进行模数转换；以及，肌电信号输出部，其输出通过所述模数转换器转换成数字信号的肌电信号。
本发明的特征在于：所述表面电极附着位置为左前臂的尺侧腕伸肌与桡侧腕长伸肌及右前臂的尺侧腕伸肌与桡腕屈肌。
本发明的特征在于：所述控制部利用左前臂的动作及各动作的保持时间和右前臂的动作及各动作的保持时间的组合结果控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置功能中的至少一种，其中，左前臂的动作包括前进(Forward)、后退(Backward)及休息(Rest)，右前臂的动作包括向左(Left)旋转、向右(Right)旋转及休息(Rest)。
本发明的特征在于：所述控制部根据左前臂的前进(Forward)动作次数，从电池切断状态阶段性地转换车辆的电池状态直至最终启动车辆，根据左前臂的后退(Backward)动作次数，将车辆的启动状态转换成熄火状态后将电池状态阶段性地转换至电池切断状态。
本发明的特征在于：所述前进(Forward)动作是指在左前臂握拳且拇指朝上的状态下，所述左前臂以握拳状态向下弯曲手腕的动作，所述后退(Backward)动作是指所述左前臂以握拳状态向上弯曲手腕的动作，休息(Rest)动作是指所述左前臂在握拳状态下手腕不向上侧或下侧弯曲，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作。
本发明的特征在于：所述控制部根据右前臂的肌电信号，判断所述右前臂握拳的状态下，所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手背朝上、拇指朝左的动作为向左旋转，判断所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手掌朝上且拇指朝右的动作为向右旋转，判断所述右前臂在握拳状态下不向左侧或右侧转动手腕，而是保持握拳状态使得右前臂的拇指朝上的动作为休息(Rest)。
本发明的特征在于：所述肌电信号处理部通过处理左前臂的肌电信号提取特征点，接收右前臂的肌电信号并提取特征点后，利用预先设定的任意的生物信号分类算法，根据提取的所述左/右前臂的特征点识别肌电图案，所述特征点是通过计算绝对偏差平均值(DifferenceAbsoluteMeanValue；DAMV)提取得到的，其中所述绝对偏差平均值是预定时间的信号的绝对值的积分结果。
根据本发明另一方面的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于，包括：肌电信号测定部分别测定左/右前臂的肌电信号的步骤；肌电信号处理部对所述肌电信号测定部测定的左/右前臂的肌电信号进行处理的步骤；肌电信号组合部对经过所述肌电信号处理部处理的左/右前臂的肌电信号进行组合的步骤；以及，控制部利用所述左/右前臂的肌电信号的组合结果判断左/右前臂的动作，并根据判断得到的所述左/右前臂的动作控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航(AudioVideoNavigat1ion；AVN)装置的功能中的至少一种的步骤。
本发明的特征在于，判断所述左/右前臂的动作的步骤具体是，所述控制部利用左前臂的动作及各动作的保持时间和右前臂的动作及各动作的保持时间的组合结果控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置功能中的至少一种，其中，左前臂的动作包括前进(Forward)、后退(Backward)及休息(Rest)，右前臂的动作包括向左(Left)旋转、向右(Right)旋转及休息(Rest)。
本发明的特征在于：控制所述车辆的转向方向与制动的步骤具体是，所述控制部根据左前臂的前进(Forward)动作次数，从电池切断状态阶段性地转换车辆的电池状态直至最终启动车辆，根据左前臂的后退(Backward)动作次数，将车辆的启动状态转换成熄火状态后将电池状态阶段性地转换至电池切断状态。
本发明的特征在于：所述前进(Forward)动作是指在左前臂握拳且拇指朝上的状态下，所述左前臂以握拳状态向下弯曲手腕的动作，所述后退(Backward)动作是指所述左前臂以握拳状态向上弯曲手腕的动作，休息(Rest)动作是指所述左前臂在握拳状态下手腕不向上侧或下侧弯曲，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作。
本发明的特征在于：判断所述左/右前臂的动作的步骤具体是，所述控制部根据右前臂的肌电信号，判断所述右前臂握拳的状态下，所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手背朝上、拇指朝左的动作为向左旋转，判断所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手掌朝上且拇指朝右的动作为向右旋转，判断所述右前臂在握拳状态下不向左侧或右侧转动手腕，而是保持握拳状态使得右前臂的拇指朝上的动作为休息(Rest)。
本发明的特征在于：对所述左/右前臂的肌电信号进行处理的步骤具体是，所述肌电信号处理部通过处理左前臂的肌电信号提取特征点，接收右前臂的肌电信号并提取特征点后，利用预先设定的任意的生物信号分类算法，根据提取的所述左/右前臂的特征点识别肌电图案，所述特征点是通过计算绝对偏差平均值(DifferenceAbsoluteMeanValue；DAMV)提取得到的，其中所述绝对偏差平均值是预定时间的信号的绝对值的积分结果。
技术效果
本发明通过测定及处理根据前臂的动作发生的肌电信号，能够按照驾驶员的意图控制车辆的转向、制动及车辆的多媒体功能。
附图说明
图1为显示根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置的概略构成的示意图；
图2为显示上述图1中肌电信号测定部的具体构成的示意图；
图3为显示基于上述图1的能够通过表面电极测定的肌电信号检测的前臂动作的照片；
图4为说明上述图1中肌电信号处理部的动作的示意图；
图5为说明上述图1中按动作分类肌电信号后组合各前臂的特征点结果确定转向方向的肌电信号组合部的动作的图表；
图6为说明上述图1中按动作分类肌电信号后组合各前臂的特征点结果确定AVN装置的功能的肌电信号组合部的动作的图表；
图7为说明上述图1中控制部根据从肌电信号组合部输出的肌电信号控制车辆的转向及制动的动作的示意图；
图8为说明上述图1中控制部根据肌电信号组合部输出的肌电信号控制有无滚轮按钮(JogDial)的AVN装置的动作的示意图；
图9为说明通过本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置启动车辆的过程的流程图；
图10为说明通过根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置使车辆转向及制动的过程的流程图；
图11为说明根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置控制车辆的AVN装置的过程的流程图；
图12为根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置使车辆熄火的过程的流程图。
附图标记说明
100、110、120：肌电信号测定部111：表面电极
112：放大器113：带通滤波器
114：陷波滤波器(notchfilter)115：模数转换器
116：肌电信号输出部200、210、220：肌电信号处理部
300：肌电信号组合部400：车速感测部
500：控制部510：转向&制动控制部
520：多媒体AVN控制部
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的利用肌电信号的车辆控制装置及方法的一个实施例。
在说明过程中，为确保明确性及便利性而放大显示附图中部分线条的粗细或构成要素的尺寸。另外，以下用语是根据本发明中的功能定义的用语，根据不同的使用者、运用者的目的或惯例而有所差异。因此所定义的这些用语应以说明书全文的内容为准。
图1为显示根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置的概略构成的示意图。
如图1所示，本实施例的利用肌电信号的车辆控制装置包括肌电信号测定部100、肌电信号处理部200、肌电信号组合部300、车速感测部400及控制部500。
所述肌电信号测定部100包括测定左前臂(左侧前臂)的肌电信号的左侧肌电信号测定部110及测定右前臂(右侧前臂)的肌电信号的右侧肌电信号测定部120(参见图2)。
所述肌电信号处理部200包括对左侧肌电信号测定部110测定的左前臂肌电信号进行处理的左侧肌电信号处理部210及对右侧肌电信号测定部120测定的右前臂肌电信号进行处理的右侧肌电信号处理部220。
所述肌电信号组合部300组合由所述肌电信号处理部200处理的左/右侧肌电信号，所述车速感测部400感测车辆的当前速度并输出到控制部500。
所述控制部500利用所述左/右侧肌电信号的组合结果判断转向方向(参见图5)或控制影音导航功能(以下简称‘AVN功能’)(参见图6)。
所述控制部500的转向&制动控制部510利用所述左/右侧肌电信号的组合结果控制转向或制动。并且，所述控制部500的多媒体影音导航控制部(以下简称‘多媒体AVN控制部’)520利用所述左/右侧肌电信号的组合结果控制多媒体影音导航装置(以下简称‘多媒体AVN装置’)的功能。
图2为显示上述图1中肌电信号测定部的具体构成的示意图。
如图2所示，所述肌电信号测定部110包括表面电极111、放大器112，带通滤波器(BandPassFilter)113、陷波滤波器(NotchFilter)114、模数转换器(A/DFilter，以下简称‘A/D转换器’)115及肌电信号输出部116。
所述表面电极111附着在前臂的预定位置，可以由银/氯化银(Ag/AgCl)材料构成，但材料不限于此。
例如，所述表面电极111在左前臂的附着位置包括左侧尺侧腕伸肌及桡侧腕长伸肌，在右前臂的附着位置包括右侧尺侧腕伸肌及桡腕屈肌。
通过分别附着在左/右前臂的上述表面电极测定的肌电信号，能够从左/右前臂分别检测出三种动作(参见图3)。
图3为显示基于上述图1的能够通过表面电极测定的肌电信号检测的前臂动作的照片。
如图3所示，本实施例检测左前臂的前进(Forward)、后退(Backward)及休息(Rest)动作，检测右前臂的左侧(Left)、右侧(Right)及休息(Rest)动作。
即，所述控制部500在左前臂(或左臂)握拳且拇指朝上的状态下，所述左臂以握拳状态向下弯曲手腕的动作判断为前进(Forward)(a)，所述左臂以握拳状态向上弯曲手腕的动作判断为后退(Backward)(b)，所述左臂在握拳状态不向上部或下部弯曲手腕，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作判断为休息(Rest)(c)。
并且，所述控制部500在右前臂(或右臂)的握拳状态下，所述右臂以握拳状态转动手腕使得拇指朝左侧(即，手背朝上)的动作判断为左侧(Left)方向(d)，所述右臂以握拳状态转动手腕使得拇指朝右侧(即，手掌朝上)的动作判断为右侧(Right)方向(e)，将所述右臂不向左侧或右侧转动，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作判断为休息(Rest)(f)。
所述放大器112放大所述表面电极111检测的肌电信号。此时，所述放大器112的增益可以是至少2000x。
所述带通滤波器113从通过所述放大器112放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的信号(例如，10～500Hz)。
所述陷波滤波器114从通过所述放大器112放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的电噪声信号(例如，60Hz)。
所述A/D转换器115对过滤得到的所述特定频带的信号去除噪声后的信号进行A/D转换。此时，所述模数转换器115可以是采样频率为1KHz的16位A/D转换器。
所述肌电信号输出部116输出通过所述A/D转换器115转换成数字(digital)信号的肌电信号。
图4为说明上述图1中肌电信号处理部的动作的示意图。
如图4所示，在步骤S101中，所述肌电信号处理部200接收左前臂(左侧前臂)的肌电信号(EMG信号)并在步骤S102提取特征点(EMGFeature)，在步骤S103接收右前臂(右侧前臂)的肌电信号(EMG信号)并在步骤S104提取特征点(EMGFeature)。然后在步骤S105，根据提取的所述左/右腕的特征点识别肌电图案。
在此，可通过预先设定的任意的生物信号分类算法识别所述肌电图案。
本实施例采用的所述生物信号分类算法可以是最大似然估计法(MaximumLikelihoodEstimation)。所述最大似然估计法是数据密度估计法中参数测定法的最代表性的方法，是通过最大化似然函数确定参数θ的方法。
本实施例将根据驾驶员的肌电信号算出的肌电特征点适用到所述算法，然后对各手腕动作的图案进行分类。
为了利用所述肌电信号正确分类各手腕的各动作所对应的图案，需要选定能够正确传达各动作特征的特征点。
例如，本实施例计算肌电信号的绝对偏差平均值即通过如下数学式1对预定时间的信号的绝对值进行积分得到绝对偏差平均值(DifferenceAbsoluteMeanValue；DAMV)，以此提取肌电特征点。
【数学式1】
D A M V = 1 N Σ i = 1 N - 1 | x i + 1 - x i |
其中，x表示测定得到的肌电信号，i表示样本的顺序，N表示样本个数。
图5为说明上述图1中按动作分类肌电信号后组合各前臂的特征点结果确定转向方向的肌电信号组合部的动作的图表，图6为说明上述图1中按动作分类肌电信号后组合各前臂的特征点结果确定AVN装置的功能的肌电信号组合部的动作的图表。
需要注意的是本实施例并未记载对应于转向的所有情况的动作，只是记载了代表性的几个动作，并且，目的并非限定以下记载的各特征点的组合结果及动作。
参照图5，左手腕(即，左臂握拳)为前进(Forward)、右手腕(即，右臂握拳)向左侧转动预先设定时间(例如，1秒)以上时表示左上方向，左手腕为前进(Forward)、右手腕向右(Right)转动预先设定时间(例如，1秒)以上时表示右上方向，左手腕为休息(Rest)、右手腕向左侧(Left)转动预先设定时间(例如，1秒)以上时表示左方向，左手腕为休息(Rest)、右手腕也是休息(Rest)时表示直行，左手腕为休息(Rest)、右手腕向右(Right)转动预先设定时间(例如，1秒)以上时表示右方向，左手腕为后退(Backward)、右手腕为休息(Rest)表示停止。
以下参照图7说明有关所述图表的控制方法。
参照图6，左手腕(即，左腕握拳)为前进(Forward)、右手腕(右臂握拳)向左侧(Left)转动预先设定时间(例如，1秒)以上时表示向左侧方向旋转(例如，旋转滚轮按钮)，左手腕为前进(Forward)、右手腕为休息(Rest)时表示上箭头键，左手腕前进(Forward)预先设定时间(例如，2秒)以上、右手腕为休息(Rest)时表示选择，左手腕为前进(Forward)、右手腕为向右(Right)旋转时表示向右侧方向旋转(例如，旋转滚轮按钮)，左手腕为休息(Rest)、右手腕为向左侧(Left)旋转时表示左箭头键，左手腕为休息(Rest)、右手腕也是休息(Rest)时表示维持，左手腕为休息(Rest)、右手腕为向右(Right)旋转时表示右侧箭头键，左手腕为后退(Backward)、右手腕为左侧(Left)旋转时表示显示菜单，左手腕为后退(Backward)、右手腕为休息(Rest)时表示下箭头键，左手腕为后退(Backward)、右手腕为向右(Right)旋转时表示后退(Back，取消、返回)。
以下参照图7说明有关所述图表的具体控制方法。
图7为说明上述图1中控制部根据从肌电信号组合部输出的肌电信号控制车辆的转向及制动的动作的示意图，图8为说明上述图1中控制部根据肌电信号组合部输出的肌电信号控制有无滚轮按钮(JogDial)的AVN装置的动作的示意图。
参照图7，控制部500组合图5图表所示的前臂各特征点的结果得出转向方向为左上方向的情况下，步骤S201使车辆以方向盘为基准向左侧旋转45度角，所述转向方向为向左的情况下，步骤S202使车辆以方向盘为基准向左侧旋转90度角，所述转向方向为右上方向的情况下，步骤S203使车辆以方向盘为基准向右侧旋转45度角，所述转向方向为右方向的情况下，步骤S204使车辆以方向盘为基准向右侧旋转90度角，所述转向方向为直行的情况下，步骤S205使车辆直行并保持该状态，所述转向方向为停止的情况下，步骤S206使车辆停止。
参照图8，控制部500组合图6图表所示的前臂各特征点的结果得出转向方向为上(UP)方向的情况下，步骤S301中，AVN装置的操作器执行向上移动的功能(例如，应用程序之间的移动、应用程序上图标的移动等)，所述转向方向为下(Down)方向的情况下，步骤S302中，AVN装置的操作器执行向下移动的功能(例如，应用程序之间的移动、应用程序上图标的移动等)，所述转向方向为右侧(Right)方向的情况下，步骤S303中，AVN装置的操作器执行向右移动的功能(例如，应用程序之间的移动、应用程序上图标的移动等)，所述转向方向为左(Left)方向的情况下，步骤S304中，AVN装置的操作器执行向左侧移动的功能(例如，应用程序之间的移动、应用程序上图标的移动等)，所述转向方向为选择方向的情况下，步骤S305中，AVN装置的操作器执行选择功能(例如，选择应用程序图标、选择应用程序中的功能、接听电话功能等)，所述转向方向为后退(Back)的情况下，步骤S306中，AVN装置的操作器执行向后移动的功能(例如，从当前页移动到上一页等)，所述转向方向为菜单(Menu)方向的情况下，步骤S307中，AVN装置的操作器执行菜单设定功能(例如，设定当前运行应用程序的菜单功能的功能等)，所述转向方向为右转(Clockwise)方向的情况下，步骤S308中，AVN装置的滚轮按钮向顺时针方向移动(旋转)(例如，应用程序中页之间的移动、应用程序菜单条上图标的移动等)，所述转向方向为左转(CounterClockwise)方向的情况下，步骤S309中，AVN装置的滚轮按钮向逆时针方向移动(旋转)(例如，应用程序中页之间的移动、应用程序菜单条上图标的移动等)。
以上说明了控制部根据从左/右前臂测定的肌电信号控制车辆的转向及制动的动作及控制AVN装置功能的动作。
以下具体说明实际启动车辆并在驾驶的过程中操作AVN装置乃至使车辆熄火的动作。
图9为说明通过本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置启动车辆的过程的流程图。
如图9所示，在车辆停止(熄火)状态，用户(即，驾驶员)左手腕(即，左前臂)前进(Forward)一次时，控制部500使车辆转换成电池接通(B+ON)状态，左前臂在该状态再前进(Forward)一次时，所述控制部500使车辆转换成接通附件电源(ACCON)状态，同时启动(ON)AVN装置(之后保持AVN模式)。
用户左前臂在该状态再前进(Forward)一次时，所述控制部500启动车辆，车辆在该状态下开始行驶，车辆速度大于预先设定速度(例如，2.25km/h)以上时，所述控制部500保持行驶模式，车辆速度为预先设定速度(例如，2.25km/h)以下时，所述控制部500保持AVN模式。
图10为说明通过根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置使车辆转向及制动的过程的流程图。
以下本实施例中，前进(Forward)/后退(Backward)动作基于左手腕(即，左臂)的动作，左(Left)/右(Right)动作基于右手腕(即，右臂)的动作。
如图10所示，步骤S401中，控制部500测定两侧前臂的EMG信号，步骤S402中，对测定的所述两侧前臂的EMG信号进行处理。
然后在步骤S403组合经过处理的所述两侧前臂的EMG信号。
以上已经参照图5至图6说明组合从所述两侧前臂测定的EMG信号的动作(例如，转向控制、AVN装置控制动作)的一个实施例。
然后在步骤S404判断组合得到的所述EMG信号的方向。
组合得到的所述EMG信号的方向为左侧(步骤S405的例)的情况下，步骤S407、步骤S408中，所述控制部500向左侧操作转向轴。
组合得到的所述EMG信号的方向为左上的情况下(步骤S405的‘否’)，步骤S406、步骤S408中，所述控制部500向左上操作转向轴。
组合得到的所述EMG信号的方向不是前进方向的情况下(即，后退)(步骤S409的‘否’)，步骤S410中，所述控制部500启动制动***。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进方向的情况下(步骤S409的‘是’)，步骤S414中，所述控制部500向前操作转向轴。
组合得到的所述EMG信号的方向为右侧的情况下(步骤S411的‘是’)，步骤S413、步骤S414中，所述控制部500向右侧操作转向轴。
组合得到的所述EMG信号的方向为右上的情况下(步骤S411的‘否’)，步骤S412、步骤S414中，所述控制部500向右上操作转向轴。
图11为说明根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置控制车辆的AVN装置的过程的流程图。
以下本实施例中，前进(Forward)/后退(Backward)动作基于左手腕(即，左臂)的动作，左(Left)/右(Right)动作基于右手腕(即，右臂)的动作。
如图11所示，步骤S501中，控制部500测定两侧前臂的EMG信号，步骤S502中，对测定的所述两侧前臂的EMG信号进行处理。
然后在步骤S503组合经过处理的所述两侧前臂的EMG信号。
以上已经参照图5至图6说明组合从所述两侧前臂测定的EMG信号的动作(例如，转向控制、AVN装置控制动作)的一个实施例。
然后在步骤S504，所述控制部判断车辆的AVN装置是否为滚轮按钮方式的AVN装置。
所述步骤S504的判断结果为所述AVN装置不是滚轮按钮方式的AVN装置的情况下(步骤S504的‘否’)，步骤S505中，所述控制部500判断组合得到的所述EMG信号的方向。
以下说明所述AVN装置不是滚轮按钮方式的AVN装置的情况下根据组合得到的EMG信号的方向控制AVN装置的动作。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进(Forward)(步骤S506的‘是’)且保持预先设定时间(例如，2秒)以上的情况下(步骤S508的‘是’)，所述控制部500执行选择(Select)功能。
组合得到的所述EMG信号的方向不是前进(Forward)且是左转的情况下(步骤S506的‘否’、步骤S507的‘是’)，所述控制部500执行显示菜单(Menu)功能，组合得到的所述EMG信号的方向不是前进(Forward)且也不是左转的情况下(即，是右转)(步骤S506的‘否’、步骤S507的‘否’)，所述控制部500执行后退(Back)功能。
组合得到的所述EMG信号的方向不是前进(Forward)(即，后退(Backward))的情况下(步骤S506的‘否’)，所述控制部500执行向下(Down)(例如，操作下箭头键)功能。
并且，组合得到的所述EMG信号的方向为左转的情况下(步骤S509的‘是’)，所述控制部500执行左(Left)(例如，操作左箭头键)功能，组合得到的所述EMG信号的方向不是左转(即，右转)的情况下(步骤S509的‘否’)，所述控制部500执行右(Right)(例如，操作右箭头键)功能。
其余情况保持(KEEP)AVN装置之前的操作状态。
步骤S504的判断结果为所述AVN装置是滚轮按钮方式的AVN装置的情况下(步骤S504的‘是’)，步骤S510中，所述控制部500判断组合得到的所述EMG信号的方向。
以下说明所述AVN装置为滚轮按钮方式的AVN装置的情况下根据组合得到的所述EMG信号的方向控制AVN装置的动作。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进(Forward)且左转的情况下(步骤S511的‘是’、步骤S513的‘是’)，所述控制部500执行向逆时针方向(Counterclockwise)旋转滚轮按钮的功能。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进且不是左转(即，是右转)的情况下(步骤S511的‘是’、步骤S513的‘否’、步骤S514的‘是’)，所述控制部500执行向顺时针方向(Clockwise)旋转滚轮按钮的功能。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进且不是左转或右转、前进为预先设定时间(例如，2秒)以上的情况下(步骤S511的‘是’、步骤S513的‘否’、步骤S514的‘否’、步骤S515的‘是’)，所述控制部500执行选择(Selection)功能。
组合得到的所述EMG信号的方向为前进且不是左转或右转的情况下(步骤S511的‘是’、步骤S513的‘否’、步骤S514的‘否’、步骤S515的‘否’)，所述控制部500执行上(Up)(例如，操作上箭头键)功能。
组合得到的所述EMG信号的方向不是前进(步骤S511的‘否’)且是左转(步骤S512的‘是’)的情况下，所述控制部500执行显示菜单(Menu)功能，组合得到的所述EMG信号的方向不是前进且(步骤S511的‘否’)且不是左转的情况下(是右转)(步骤S512的‘否’)，所述控制部500执行后退(Back)功能。
并且，组合得到的所述EMG信号的方向为左转的情况下(步骤S516的‘是’)，所述控制部500执行左(Left)(例如，操作左箭头键)功能，组合得到的所述EMG信号的方向不是左转的情况下(即，右转)(步骤S516的‘否’)，所述控制部500执行右(Right)(例如，操作右箭头键)功能。
其余情况下保持(KEEP)AVN装置的之前操作状态。
图12为说明通过根据本发明一个实施例的利用肌电信号的车辆控制装置使车辆熄火的过程的流程图。
如图12所示，用户(即，驾驶员)左手腕(即，左前臂)在车辆启动状态后退(Backward)一次时，控制部500使车辆熄火的同时转换成切断附件电源(ACCOFF)状态。
用户左前臂在该状态再后退(Backward)一次时，所述控制部500使AVN装置关闭，左前臂在该状态再后退(Backward)一次时，所述控制部500使电池转换成切断状态(B+OFF)。
以上参照附图所示实施例对本发明进行了说明，但这只是举例说明，本发明所属技术领域的普通技术人员应理解在不脱离本发明实质特性的范围内可以任意变更实施。因此，本发明的技术保护范围为技术方案所记载的内容。

Claims (14)

1.一种利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于，包括：
肌电信号测定部，其分别测定左/右前臂的肌电信号；
肌电信号处理部，其对所述肌电信号测定部测定的左/右前臂的肌电信号进行处理；
肌电信号组合部，其对经过所述肌电信号处理部处理的左/右前臂的肌电信号进行组合；以及
控制部，其利用所述左/右前臂的肌电信号的组合结果判断左/右前臂的动作，并根据判断得到的所述左/右前臂的动作控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置的功能中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于，所述肌电信号测定部包括：
至少一个表面电极，其附着于前臂测定肌电信号；
放大器，其放大所述表面电极测定的肌电信号；
带通滤波器，其从经过所述放大器放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的信号；
陷波滤波器，其从经过所述放大器放大的肌电信号中过滤预先设定的特定频带的电噪声信号；
模数转换器，其对过滤得到的所述特定频带的信号去除噪声后得到的信号进行模数转换；以及
肌电信号输出部，其输出通过所述模数转换器转换成数字信号的肌电信号。
3.根据权利要求2所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述表面电极附着位置为左前臂的尺侧腕伸肌与桡侧腕长伸肌及右前臂的尺侧腕伸肌与桡腕屈肌。
4.根据权利要求1所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述控制部利用左前臂的动作及各动作的保持时间和右前臂的动作及各动作的保持时间的组合结果控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置功能中的至少一种，其中，左前臂的动作包括前进、后退及休息，右前臂的动作包括向左旋转、向右旋转及休息。
5.根据权利要求1所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述控制部根据左前臂的前进动作次数，从电池切断状态阶段性地转换车辆的电池状态直至最终启动车辆，
根据左前臂的后退动作次数，将车辆的启动状态转换成熄火状态后将电池状态阶段性地转换至电池切断状态。
6.根据权利要求5所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述前进动作是指在左前臂握拳且拇指朝上的状态下，所述左前臂以握拳状态向下弯曲手腕的动作，所述后退动作是指所述左前臂以握拳状态向上弯曲手腕的动作，
休息动作是指所述左前臂在握拳状态下手腕不向上侧或下侧弯曲，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作。
7.根据权利要求1所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述控制部根据右前臂的肌电信号，
判断所述右前臂握拳的状态下，所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手背朝上、拇指朝左的动作为向左旋转，
判断所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手掌朝上且拇指朝右的动作为向右旋转，
判断所述右前臂在握拳状态下不向左侧或右侧转动手腕，而是保持握拳状态使得右前臂的拇指朝上的动作为休息。
8.根据权利要求1所述的利用肌电信号的车辆控制装置，其特征在于：
所述肌电信号处理部通过处理左前臂的肌电信号提取特征点，接收右前臂的肌电信号并提取特征点后，利用预先设定的任意的生物信号分类算法，根据提取的所述左/右前臂的特征点识别肌电图案，
所述特征点是通过计算绝对偏差平均值提取得到的，其中所述绝对偏差平均值是预定时间的信号的绝对值的积分结果。
9.一种利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于，包括：
肌电信号测定部分别测定左/右前臂的肌电信号的步骤；
肌电信号处理部对所述肌电信号测定部测定的左/右前臂的肌电信号进行处理的步骤；
肌电信号组合部对经过所述肌电信号处理部处理的左/右前臂的肌电信号进行组合的步骤；以及
控制部利用所述左/右前臂的肌电信号的组合结果判断左/右前臂的动作，并根据判断得到的所述左/右前臂的动作控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置的功能中的至少一种的步骤。
10.根据权利要求9所述的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于：
判断所述左/右前臂的动作的步骤具体是，所述控制部利用左前臂的动作及各动作的保持时间和右前臂的动作及各动作的保持时间的组合结果控制车辆的转向方向、制动及设置于车辆的影音导航装置功能中的至少一种，其中，左前臂的动作包括前进、后退及休息，右前臂的动作包括向左旋转、向右旋转及休息。
11.根据权利要求9所述的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于：
控制所述车辆的转向方向与制动的步骤具体是，所述控制部根据左前臂的前进动作次数，从电池切断状态阶段性地转换车辆的电池状态直至最终启动车辆，根据左前臂的后退动作次数，将车辆的启动状态转换成熄火状态后将电池状态阶段性地转换至电池切断状态。
12.根据权利要求11所述的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于：
所述前进动作是指在左前臂握拳且拇指朝上的状态下，所述左前臂以握拳状态向下弯曲手腕的动作，所述后退动作是指所述左前臂以握拳状态向上弯曲手腕的动作，
休息动作是指所述左前臂在握拳状态下手腕不向上侧或下侧弯曲，而是保持握拳且拇指朝上状态的动作。
13.根据权利要求9所述的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于：
判断所述左/右前臂的动作的步骤具体是，所述控制部根据右前臂的肌电信号，
判断所述右前臂握拳的状态下，所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手背朝上、拇指朝左的动作为向左旋转，
判断所述右前臂以握拳状态转动手腕使得手掌朝上且拇指朝右的动作为向右旋转，
判断所述右前臂在握拳状态下不向左侧或右侧转动手腕，而是保持握拳状态使得右前臂的拇指朝上的动作为休息。
14.根据权利要求9所述的利用肌电信号的车辆控制方法，其特征在于：
对所述左/右前臂的肌电信号进行处理的步骤具体是，所述肌电信号处理部通过处理左前臂的肌电信号提取特征点，接收右前臂的肌电信号并提取特征点后，利用预先设定的任意的生物信号分类算法，根据提取的所述左/右前臂的特征点识别肌电图案，
所述特征点是通过计算绝对偏差平均值提取得到的，其中所述绝对偏差平均值是预定时间的信号的绝对值的积分结果。
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