[發明專利]基于腦機接口的游戲裝置及其游戲方法

有效

• 申請號: 201110387058.2
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102500105A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張莉;王宇丁;陳民鈾;何傳紅;簡文娟
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A63F13/10
• 分類號: A63F13/10;A63F13/00;G06F3/01;A61B5/0476
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 王海權

1.?基于腦機接口的游戲裝置，其特征在于：它包括有電極、腦電信號采集盒和PC機

電極，用于采集操作者睜、閉眼時的產生的原始模擬腦電信號，將傳輸至腦電信號采集盒；

腦電信號采集盒，將采集到的原始模擬腦電信號進行放大、濾波、模數轉換，并傳輸至PC機；

PC機，接收腦電信號采集盒發送的數字信號，進行濾波、能量平均處理，與門限電壓進行比較，產生控制脈沖指令，用于控制游戲目標操作。

2.?如權利要求1所述的基于腦機接口的游戲裝置，其特征在于：所述腦電信號采集盒包括有信號采集盒和信號轉發盒

信號采集盒，用于采集原始模擬腦電信號，對采集的信號進行放大、消除電平、模數轉換，并將信號發送至信號轉發盒；

信號轉發盒，接收到來自信號采集盒的信號，進行處理并上傳至PC機。

3.?如權利要求2所述的基于腦機接口的游戲裝置，其特征在于：所述信號采集盒包括有前置放大電路、基線漂移電路、高頻濾波器、低頻濾波放大器、電平遷移電路、程控放大電路、模數轉換電路和無線發射器，

前置放大電路，電極采集到的原始模擬腦電信號通過前置放大電路進行信號放大；

基線漂移電路，將前置放大電路放大后的模擬信號進行限幅處理，防止信號波峰超出測量范圍；

高頻濾波器，對基線漂移電路處理后的模擬信號進行高頻濾波；

低頻濾波放大器，對經高頻濾波后的模擬信號進行低頻濾波處理，并對其進行二次放大；

電平遷移電路，將低頻濾波放大器處理后的信號的基線電平調整到1.1V；

程控放大電路，對電平遷移電路處理后的信號進行三次放大；

模數轉換電路，對處理后的模擬信號進行采樣轉換為數字信號；

無線發射器，將處理完成后的數字信號發送至信號轉發盒。

4.?如權利要求3所述的基于腦機接口的游戲裝置，其特征在于：所述信號轉發盒包括有無線接收器、微處理器和USB接口芯片

無線接收器，用于接收信號采集盒傳送的無線數字信號；

微處理器，對接收到的數字信號進行格式轉換；

USB接口芯片，將轉化后的信號通過USB接口傳送至PC機。

5.?如權利要求3所述的基于腦機接口的游戲裝置，其特征在于：所述信號采集盒還包括有輸入保護電路，將電極采集到的信號電壓進行限制。

6.?如權利要求1至5任意一項所述裝置進行游戲的方法，其特征在于，其步驟如下：

1）采集操作者睜、閉眼時的產生的原始模擬腦電信號；

2）對電極采集到的原始模擬腦電信號進行放大、濾波、模數轉換，通過腦電信號區分操作者是睜或閉眼狀態，設置在睜眼狀態下輸出控制命令“0”，閉眼狀態下輸出控制命令“1”；

3）將操作者通過睜、閉眼輸出的控制命令輸入游戲，轉換為游戲對應的操作動作，完成對游戲的控制過程。

7.?如權利要求6所述的基于腦機接口的游戲方法，其特征在于，步驟2）中所述區分操作者睜或閉眼狀態的具體方法為：對每T時間內的腦電波信號alpha波進行一次平均能量計算

N為T時間內的信號采樣數，第i導的第j個采樣數據；

將計算得到的均值能量E與預先設定的閾值Eref進行比較，均值能量E小于預先設定的閾值Eref，則判斷操作者為睜眼狀態，均值能量E大于預先設定的閾值Eref，則判斷操作者為閉眼狀態。

8.?如權利要求7所述的基于腦機接口的游戲方法，其特征在于：時間T為600ms。

9.?如權利要求7所述的基于腦機接口的游戲方法，其特征在于：閾值Eref的計算公式為

Vo為受試者睜眼時的alpha波幅值平均值。