侯文生，蔡 全，吴小鹰，廖彦剑，郑小林，杨丹丹

（重庆大学生物工程学院，重庆 400044）

0 引言

手指运动姿态反映了手指的运动信息，手指运动功能的分析是评测手指的运动能力，为医疗、体育、仿生学等研究提供参考数据的重要手段，在假肢控制、手势识别与跟踪［1］、远程操作［2］、手指康复训练［3］等方面有重要应用价值。手指可以看成是由许多连杆连接组成的关节系统，手指运动姿态表现为各个关节角度的变化［4］。为了无创检测手指运动姿态，人们先后尝试将磁阻传感器、光纤角度传感器、图像传感器等不同类型的传感器用于手指关节角度检测。磁阻传感器［5］利用其电阻值随周围磁场的改变来检测角度的变化，具有体积小、重量轻、灵敏度高的特点，但其易受外界电磁干扰，屏蔽措施占据较多的空间和重量［6］;基于图像传感器关节角度检测［7］是利用传感器（如摄像头）记录关节标记点的位置信息，实现手指运动姿态检测，它不妨碍手指运动，但标记点易被遮挡;光纤角度传感器通过感知光通量的变化来测量手指的弯曲度［8］，具有抗电磁干扰、测量分辨率高的特点，但其测量动态范围小、存在光纤疲劳效应［9］。微型加速度计是一种以MEMS技术发展起来的、可以检测姿态和角度变化的新型传感器，为手指关节等运动关节测量提供了新的技术手段［10］。

本文设计了一种基于三轴加速度计ADXL330的手指运动姿态检测方法，设计了手指动态角度测量实验，评估了传感器在动态条件下的测量精度，并分析了绝对误差和相对误差的误差分布范围，在此基础上，将传感器用于测量手指关节的运动姿态，设计了手指敲击键盘实验，初步验证了三轴加速度计测量手指关节运动姿态的可行性。……