[發明專利]一種假手柔順抓取操作的串行多模態腦控方法

在審

• 申請號: 201510988443.0
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN105708586A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 張小棟;李睿;賴知法;張黎明;陸竹風;劉暢;馬偉光;尹貴
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61F2/72
• 分類號: A61F2/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種假手柔順抓取操作的串行多模態腦控方法，其特征在于，按以下步驟進行：

1)事先在場景動畫視覺誘發模塊中植入基于殘疾人手喝水過程分解的四個具有連續性的動作場景圖像，每一個動作場景圖像經過灰度處理后，分別得到兩張黑白分明的反轉色圖片，交替變化呈現在受試者面前進行視覺誘發；其中，不同動作場景中的反轉色圖片采用不同頻率的脈寬調制，所述兩張黑白分明的反轉色圖片交替變化的頻率，也即閃爍頻率與該組圖片的脈寬調制頻率相同，所述脈寬頻率調制范圍為2-30Hz；

2)受試者通過四種主動表情驅動下產生的腦電信號來控制假手完成動作的開始、動作的結束、返回上一個動作、及進入下一個動作的基本動作類型選擇；

提眉對應于假手動作的開始、皺眉對應于假手動作的結束、左撇嘴對應于假手返回上一個動作的轉換、右撇嘴對應于假手進行下一個動作的轉換；

所述四種主動表情驅動分別為提眉、皺眉、左撇嘴、右撇嘴，每種表情在驅動過程中至少重復三次；

3)受試者通過注視四個不同場景動畫視覺誘發畫面來控制假手完成四種基本動作過程；

4)采集受試者側額葉皮質區F7、F8通道和枕葉區的O1、O2通道腦電信號；

5)對采集到的腦電信號進行放大和帶通濾波預處理，所述濾波范圍為4-40Hz；

6)經帶通濾波后的腦電信號包含由主動表情驅動下產生的alpha頻帶特征信息以及由場景動畫視覺誘發畫面產生的穩態視覺誘發電位特征信息，采用小波變換模均值的方法提取由主動表情驅動產生的F7、F8通道腦電信號時頻域特征，采用快速傅里葉變換的方法提取場景動畫視覺誘發產生的O1、O2通道腦電信號時頻域特征；

7)根據時頻域特征值，采用前向反饋神經網絡算法，通過串行分析的順序依次判斷假手的四個基本動作類型及四個基本動作過程；

8)假手控制器根據步驟(7)的判斷結果控制假手完成基本動作類型或基本動作過程。

2.根據權利要求1所述的一種假手柔順抓取操作的串行多模態腦控方法，其特征在于，所述的場景動畫視覺誘發模塊為計算機顯示器、電視屏幕、手機或平板電腦之一。

3.根據權利要求1所述的一種假手柔順抓取操作的串行多模態腦控方法，其特征在于，所述的串行分析順序為首先進行由主動表情驅動下產生的腦電信號時頻域特征判斷假手的基本動作類型；在確定了假手的基本動作類型后，進行由場景動視覺誘發畫面產生的腦電信號時頻域特征，判斷假手的基本動作過程。