Anaïs Chaumeil / Mbed 2 deprecated EMG_processing_biorobotics_group19

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Dependencies:   mbed HIDScope FXOS8700Q

main.cpp@3:15eeab5ba885, 2019-10-14 (annotated)

Committer:
AnaisChaumeil
Date:
Mon Oct 14 17:36:48 2019 +0000
Revision:
3:15eeab5ba885
Parent:
2:c177a3e9708e
Child:
4:0d80d02a257c
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Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 1 #include "mbed.h"
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 2 #include "math.h"
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 3 #include "HIDScope.h"
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 4
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 5 // CODE THE PART WHERE WE PUT THE SIGNAL INTO RAW_SIGNAL
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 6 // IF NEEDED WE CAN HAVE THE FILTERS OF SECOND ORDER
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 7
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 8 // Defining objects
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 9
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 10 AnalogIn emg0( A0 ); // for movement up/down, named A
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 11 AnalogIn emg1( A1 );
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 12
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 13 AnalogIn emg2( A2 ); // for movement forward/backward, named B
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 14 AnalogIn emg3( A3 );
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 15
AnaisChaumeil 1:0b3280b1795e 16 //int mark=0; // allows us to know where we are exactly in the sampling process
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 17
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 18 const double pi=3.14;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 19
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 20 // define two functions that will be attached to the tickers
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 21 Ticker sampling; // ticker for the sampling of the signal, every 0.002s a value is sampled
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 22 Ticker processing; //ticker that defines the signal processed, every second a signal is defined
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 23
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 24 double raw_signal_0[2]; // has the values measured via the electrodes
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 25 double raw_signal_1[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 26 double raw_signal_2[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 27 double raw_signal_3[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 28
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 29 double filt0[2]; // raw_emg_1 filtered by high pass filter
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 30 double filt1[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 31 double filt2[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 32 double filt3[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 33
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 34 double filt_filt0[2]; // filt1 filtered by low pass filter
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 35 double filt_filt1[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 36 double filt_filt2[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 37 double filt_filt3[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 38
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 39 double emgA; // not an array
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 40 double emgB;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 41
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 42 double emg_absA[2]; // absolute value applied to emg
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 43 double emg_absB[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 44
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 45 double emg_filtA[2];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 46 double emg_filtB[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 47
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 48 double emg_normA[2]; // normalization of emg_rms
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 49 double emg_normB[2];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 50
AnaisChaumeil 1:0b3280b1795e 51 bool modeA= false; // running motor at intermediate speed, derived from threshold
AnaisChaumeil 1:0b3280b1795e 52 bool modeB= false;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 53
AnaisChaumeil 1:0b3280b1795e 54 bool speedA= false; // running motor at high speed
AnaisChaumeil 1:0b3280b1795e 55 bool speedB= false;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 56
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 57 double T=0.002; // time between two samples
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 58
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 59
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 60 void sample()
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 61 {
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 62 // raw_signal=[ value(T-2), value(T-1), value(T)]
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 63 raw_signal_0[0]=raw_signal_0[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 64 raw_signal_1[0]=raw_signal_1[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 65 raw_signal_2[0]=raw_signal_2[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 66 raw_signal_3[0]=raw_signal_3[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 67
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 68 raw_signal_0[1]=emg0.read();
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 69 raw_signal_1[1]=emg1.read();
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 70 raw_signal_2[1]=emg2.read();
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 71 raw_signal_3[1]=emg3.read();
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 72
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 73 scope.set(0, fabs(emg0.read()- emg1.read() );
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 74 scope.send();
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 75 }
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 76
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 77
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 78 // BIG FUNCTION THAT INCLUDES EVERYTHING
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 79
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 80 void processing_signals()
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 81 {
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 82
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 83 // LOWPASS FILTER
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 84 double wclp=300*2*pi; // cutoff omega for low pass filter
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 85
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 86 // initialization of the filt arrays
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 87 filt0[0]=filt0[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 88 filt1[0]=filt1[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 89 filt2[0]=filt2[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 90 filt3[0]=filt3[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 91
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 92
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 93 // initialization of the parameters
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 94 double b0=(wclp*T)/(wclp*T+2);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 95 double b1=(wclp*T)/(wclp*T+2);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 96 double a1=(wclp*T-2)/(wclp*T+2);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 97
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 98 filt0[1]=b0*raw_signal_0[1]+b1*raw_signal_0[0]-a1*filt0[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 99 filt1[1]=b0*raw_signal_1[1]+b1*raw_signal_1[0]-a1*filt1[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 100 filt2[1]=b0*raw_signal_2[1]+b1*raw_signal_2[0]-a1*filt2[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 101 filt3[1]=b0*raw_signal_3[1]+b1*raw_signal_3[0]-a1*filt3[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 102
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 103
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 104 // HIGH PASS FILTER
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 105 double wchp=10*2*pi;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 106
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 107 // initialization by the mean of the two first values
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 108 filt_filt0[0]=filt_filt0[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 109 filt_filt1[0]=filt_filt1[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 110 filt_filt2[0]=filt_filt2[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 111 filt_filt4[0]=filt_filt3[1];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 112
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 113 // initialization of the parameters
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 114 double d0=2/(wchp*T+2);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 115 double d1=2/(wchp*T+2);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 116 double c1=(wchp*T-2)/(wchp*T+2);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 117
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 118 filt_filt0[1]=d0*filt0[1]+d1*filt0[0]-c1*filt_filt0[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 119 filt_filt1[1]=d0*filt1[1]+d1*filt1[0]-c1*filt_filt1[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 120 filt_filt2[1]=d0*filt2[1]+d1*filt2[0]-c1*filt_filt2[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 121 filt_filt3[1]=d0*filt3[1]+d1*filt3[0]-c1*filt_filt3[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 122
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 123
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 124 // DIFFERENCE OF THE SIGNALS AND ABSOLUTE VALUE
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 125
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 126 emgA=filt_filt0[1]-filt_filt1[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 127 emg_absA[0]=emg_absA[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 128 emg_absA[1]=fabs(emgA);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 129
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 130 emgB=filt_filt2[1]-filt_filt3[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 131 emg_absB[0]=emg_absB[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 132 emg_absB[1]=fabs(emgB);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 133
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 134
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 135 // APPLYING ANOTHER LOW PASS FILTER WITH SUPER LOW CUTOFF FREQUENCY
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 136
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 137 double wcllp=2*pi; // low low pass cutoff frequency
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 138
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 139 emg_filtA[0]=(emg_absA[0]+emg_absA[1])/2; // we take the mean of the two first values to initialize the signal
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 140 emg_filtB[0]=(emg_absB[0]+emg_absB[1])/2;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 141
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 142 double k0=(wcllp*T)/(wcllp*T+2);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 143 double k1=(wcllp*T)/(wcllp*T+2);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 144 double l1=(wcllp*T-2)/(wcllp*T+2);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 145
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 146 emg_filtA[0]=emg_filtA[1];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 147 emg_filtB[0]=emg_filtB[1];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 148
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 149 emg_filtA[1]=k0*emg_absA[1]+k1*emg_absA[0]-l1*emg_filtA[0];
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 150 emg_filtB[1]=k0*emg_absB[1]+k1*emg_absB[0]-l1*emg_filtB[0];
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 151
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 152 scope.set(1, emg_filtA[1] );
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 153 scope.send();
AnaisChaumeil 3:15eeab5ba885 154
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 155
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 156 int main()
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 157 {
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 158 sampling.attach(&sample, 0.002);
AnaisChaumeil 2:c177a3e9708e 159 processing.attach(&processing_signals, 0.002);
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 160
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 161 while (true)
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 162 {
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 163
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 164 }
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 165 return 0;
AnaisChaumeil 0:971166224b2d 166 }