Tanja H / Mbed 2 deprecated emg_filter_step_by_step

EMG filter step by step

Dependencies:   HIDScope MODSERIAL mbed-dsp mbed

EMGfilter.cpp@0:e24c2f32e23e, 2014-10-20 (annotated)

Committer:
Tanja2211
Date:
Mon Oct 20 13:06:38 2014 +0000
Revision:
0:e24c2f32e23e
d

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 1 #include "mbed.h"
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 2 #include "HIDScope.h"
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 3 #include "MODSERIAL.h"
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 4 #include "arm_math.h"
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 5
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 6
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 7 // ****** emg filter shizzle ******
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 8
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 9 //Define objects
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 10 AnalogIn emgB(PTB0); //Analog input bicep
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 11 AnalogIn emgT(PTB1); //Analog input tricep
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 12
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 13 float filtered_emgB;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 14 float filtered_emgT;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 15 float MeanT2, MeanB1, MeanB2, MeanB3;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 16 float filtered_emgT10_C, filtered_emgT11_C, filtered_emgT12_C, filtered_emgT13_C, filtered_emgT14_C, filtered_emgT15_C, filtered_emgT16_C, filtered_emgT17_C, filtered_emgT18_C, filtered_emgT19_C, filtered_emgT110_C, filtered_emgT111_C, filtered_emgT112_C, filtered_emgT113_C, filtered_emgT114_C, filtered_emgT115_C, filtered_emgT116_C, filtered_emgT117_C, filtered_emgT118_C, filtered_emgT119_C;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 17 float B0, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, MOVAVG_B;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 18 float T0, T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, MOVAVG_T;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 19 float drempelwaardeB1, drempelwaardeB2, drempelwaardeB3, drempelwaardeT1, drempelwaardeT2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 20
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 21 MODSERIAL pc(USBTX,USBRX);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 22
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 23 HIDScope scope(4);//uitgang scherm
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 24
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 25 arm_biquad_casd_df1_inst_f32 lowpass;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 26 //constants for 50Hz lowpass
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 27 float lowpass_const[] = {0.2928920553, 0.5857841107, 0.2928920554, -0, -0.17156822136};//{a0 a1 a2 -b1 -b2} van online calculator
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 28 //state values
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 29 float lowpass_states[4];
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 30
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 31 arm_biquad_casd_df1_inst_f32 highpass;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 32 //constants for 10Hz highpass
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 33 float highpass_const[] = {0.8005910267, -1.6011820533, 0.8005910267, 1.5610153913, -0.6413487154};//{a0 a1 a2 -b1 -b2}
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 34 //state values
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 35 float highpass_states[4];
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 36
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 37
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 38 /** Looper function
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 39 * functions used for Ticker and Timeout should be of type void <name>(void)
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 40 * i.e. no input arguments, no output arguments.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 41 * if you want to change a variable that you use in other places (for example in main)
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 42 * you will have to make that variable global in order to be able to reach it both from
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 43 * the function called at interrupt time, and in the main function.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 44 * To make a variable global, define it under the includes.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 45 * variables that are changed in the interrupt routine (written to) should be made
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 46 * 'volatile' to let the compiler know that those values may change outside the current context.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 47 * i.e.: "volatile uint16_t emg_value;" instead of "uint16_t emg_value"
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 48 * in the example below, the variable is not re-used in the main function, and is thus declared
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 49 * local in the looper function only.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 50 **/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 51
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 52 // Calibratie
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 53
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 54 pc.printf("Calibratie drempelwaarde Triceps stand 1\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 55 wait(0.5);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 56 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 57 int i;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 58 int j=19;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 59
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 60 for (i = 0, i<=j; i ++) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 61 /*variable to store value in*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 62 uint16_t emg_valueT1i_C;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 63
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 64 float emg_value_f32T1i_C;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 65 /*put raw emg value both in red and in emg_value*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 66 emg_valueT1i_C = emgT1i_C.read_u16(); // read direct ADC result, converted to 16 bit integer (0..2^16 = 0..65536 = 0..3.3V)
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 67 emg_value_f32T1i_C = emgT1i_C.read();
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 68
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 69 //process emg
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 70 arm_biquad_cascade_df1_f32(&highpass, &emg_value_f32T1i_C, &filtered_emgT1i_C, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 71 filtered_emgT1i_C = fabs(filtered_emgT1i_C);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 72 arm_biquad_cascade_df1_f32(&lowpass, &filtered_emgT1i_C, &filtered_emgT1i_C, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 73 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 74 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 75 // Mean Triceps stand 1
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 76
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 77
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 78 float MeanT1=filtered_emgT10_C*0.05+filtered_emgT11_C*0.05+filtered_emgT12_C*0.05+filtered_emgT13_C*0.05+filtered_emgT14_C*0.05+filtered_emgT15_C*0.05+filtered_emgT16_C*0.05+filtered_emgT17_C*0.05+filtered_emgT18_C*0.05+filtered_emgT19_C*0.05+filtered_emgT110_C*0.05+filtered_emgT111_C*0.05+filtered_emgT112_C*0.05+filtered_emgT113_C*0.05+filtered_emgT114_C*0.05+filtered_emgT115_C*0.05+filtered_emgT116_C*0.05+filtered_emgT117_C*0.05+filtered_emgT118_C*0.05+filtered_emgT119_C*0.05;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 79
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 80
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 81
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 82
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 83
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 84 //BICEP EMG LEZEN
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 85 void looperB()
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 86 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 87 /*variable to store value in*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 88 uint16_t emg_valueB;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 89
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 90 float emg_value_f32B;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 91 /*put raw emg value both in red and in emg_value*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 92 emg_valueB = emgB.read_u16(); // read direct ADC result, converted to 16 bit integer (0..2^16 = 0..65536 = 0..3.3V)
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 93 emg_value_f32B = emgB.read();
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 94
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 95 //process emg
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 96 arm_biquad_cascade_df1_f32(&highpass, &emg_value_f32B, &filtered_emgB, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 97 filtered_emgB = fabs(filtered_emgB);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 98 arm_biquad_cascade_df1_f32(&lowpass, &filtered_emgB, &filtered_emgB, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 99
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 100 /*send value to PC. */
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 101 scope.set(0,emg_valueB); //uint value
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 102 scope.set(1,filtered_emgB); //processed float
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 103 scope.send();
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 104
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 105 // Moving Average Filter Biceps
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 106
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 107 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 108 B0=filtered_emgB;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 109 MOVAVG_B=B0*0.1+B1*0.1+B2*0.1+B3*0.1+B4*0.1+B5*0.1+B6*0.1+B7*0.1+B8*0.1+B9*0.1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 110 B9=B8;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 111 B8=B7;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 112 B7=B6;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 113 B6=B5;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 114 B5=B4;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 115 B4=B3;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 116 B3=B2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 117 B2=B1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 118 B1=B0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 119 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 120 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 121 // Triceps EMG lezen
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 122 void looperT()
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 123 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 124 /*variable to store value in*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 125 uint16_t emg_valueT;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 126
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 127 float emg_value_f32T;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 128 /*put raw emg value both in red and in emg_value*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 129 emg_valueT = emgT.read_u16(); // read direct ADC result, converted to 16 bit integer (0..2^16 = 0..65536 = 0..3.3V)
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 130 emg_value_f32T = emgT.read();
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 131
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 132 //process emg
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 133 arm_biquad_cascade_df1_f32(&highpass, &emg_value_f32T, &filtered_emgT, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 134 filtered_emgT = fabs(filtered_emgT);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 135 arm_biquad_cascade_df1_f32(&lowpass, &filtered_emgT, &filtered_emgT, 1 );
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 136
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 137 /*send value to PC. */
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 138 scope.set(2,emg_valueT); //uint value
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 139 scope.set(3,filtered_emgT); //processed float
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 140 scope.send();
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 141
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 142 // Moving Average Filter Triceps
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 143 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 144 T0=filtered_emgT;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 145 MOVAVG_T=T0*0.1+T1*0.1+T2*0.1+T3*0.1+T4*0.1+T5*0.1+T6*0.1+T7*0.1+T8*0.1+T9*0.1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 146
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 147 T9=T8;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 148 T8=T7;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 149 T7=T6;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 150 T6=T5;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 151 T5=T4;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 152 T4=T3;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 153 T3=T2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 154 T2=T1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 155 T1=T0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 156 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 157 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 158
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 159 int main()
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 160 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 161 Ticker log_timer;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 162 //set up filters. Use external array for constants
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 163 arm_biquad_cascade_df1_init_f32(&lowpass,1 , lowpass_const, lowpass_states);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 164 arm_biquad_cascade_df1_init_f32(&highpass,1 ,highpass_const, highpass_states);
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 165
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 166 /**Here you attach the 'void looper(void)' function to the Ticker object
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 167 * The looper() function will be called every 0.01 seconds.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 168 * Please mind that the parentheses after looper are omitted when using attach.
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 169 */
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 170 log_timer.attach(looperB, 0.005);//??
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 171 log_timer.attach(looperT, 0.005);//??
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 172 while(1) { //Loop
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 173 /*Empty!*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 174 /*Everything is handled by the interrupt routine now!*/
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 175 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 176 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 177
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 178 //filtered_emgB
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 179 //filtered_emgT
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 180
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 181 void AntwoordT()
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 182 {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 183 drempelwaardeT1=4.99;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 184 drempelwaardeT2=7;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 185 int yT1, yT2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 186
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 187 if (MOVAVG_T > drempelwaardeT1) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 188 yT1=1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 189 if (MOVAVG_T > drempelwaardeT2) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 190 yT2=1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 191 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 192 yT2=0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 193 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 194 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 195 yT1=0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 196 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 197
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 198 int positie;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 199
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 200 positie=yT1+yT2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 201 if (positie==0) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 202 pc.printf("Motor 2 beweegt niet\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 203 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 204 pc.printf("Motor 2 gaat beweegen\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 205 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 206 if (positie==1) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 207 pc.printf("Motor 2 beweegt naar positie 1\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 208 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 209 pc.printf("Motor 1 beweegt niet naar positie 1\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 210 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 211 if (positie==2) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 212 pc.printf("Motor 1 beweegt naar positie 2\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 213 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 214 pc.printf("Motor 1 beweegt niet naar positie 2\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 215 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 216 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 217
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 218 void AntwoordB() {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 219 drempelwaardeB1=4.99;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 220 drempelwaardeB2=6;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 221 drempelwaardeB3=10;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 222 int yB1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 223 int yB2;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 224 int yB3;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 225
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 226 if (MOVAVG_B > drempelwaardeB1) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 227 yB1=1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 228 if (MOVAVG_B > drempelwaardeB2) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 229 yB2=1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 230 if (MOVAVG_B > drempelwaardeB3) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 231 yB3=1;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 232 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 233 yB3=0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 234 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 235 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 236 yB2=0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 237 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 238 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 239 yB1=0;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 240 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 241
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 242 int snelheidsstand;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 243
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 244 snelheidsstand=yB1+yB2+yB3;
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 245 if (snelheidsstand==1) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 246 pc.printf("Motor 1 beweegt met snelheid 1\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 247 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 248 pc.printf("Motor 1 beweegt niet met snelheid 1\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 249 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 250 if (snelheidsstand==2) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 251 pc.printf("Motor 1 beweegt met snelheid 2\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 252 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 253 pc.printf("Motor 1 beweegt niet met snelheid 2\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 254 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 255 if (snelheidsstand==3) {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 256 pc.printf("Motor 1 beweegt met snelheid 3\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 257 } else {
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 258 pc.printf("Motor 1 beweegt niet met snelheid 3\n");
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 259 }
Tanja2211 0:e24c2f32e23e 260 }