[發明專利]一種基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統

在審

• 申請號: 201710298938.X
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107168346A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張定國;王萌;李仁杰;徐瑜健;何文謙
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10;G06F3/01
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，包括可穿戴顯示器以及搭載于可穿戴顯示器上的穩態視覺誘發刺激單元、腦電信號采集單元和腦電信號處理單元；其中：

所述穩態視覺誘發刺激單元通過視覺刺激誘發生成腦電信號；

所述腦電信號采集單元用于采集腦電信號并發送至腦電信號處理單元進行實時處理設別，并將識別結果發送至無人機。

2.根據權利要求1所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述穩態視覺誘發刺激單元包括多個具有不同閃爍頻率的視覺刺激子單元。

3.根據權利要求2所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，多個視覺刺激子單元分別為：向前子單元、向上子單元、向下子單元、左轉子單元和右轉子單元，相應地，每一個視覺刺激子單元分別對應于向前、向上、向下、左轉、右轉控制指令；

還包括向后控制指令，所述向后控制指令通過連續的向前、向上、向下、左轉和/或右轉控制指令實現。

4.根據權利要求2所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述向前子單元、左轉子單元、右轉子單元、向上子單元和向下子單元的閃爍頻率分別為10.7Hz、9.37Hz、8.33Hz、12.5Hz和7.5Hz。

5.根據權利要求1所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述腦電信號采集單元包括便攜式腦電采集設備和無線傳輸模塊；其中：

所述便攜式腦電采集設備用于采集腦電信號；

所述無線傳輸模塊用于將采集到的腦電信號發送至腦電信號處理單元。

6.根據權利要求1所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述腦電信號處理單元包括分類處理模塊和分類識別模塊；其中：

所述分類處理模塊用于對接收到的腦電信號進行特征提取及分類；

所述分類識別模塊用于對分類后的腦電信號進行識別，得到的識別結果發送至無人機。

7.根據權利要求6所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述分類處理模塊采用典型相關分析方法進行特征提取及分類；

所述分類處理模塊對腦電信號分類為：空閑態和工作態；其中：

當使用者注視穩態視覺誘發刺激單元，其腦電信號被分類為工作態；

當使用者從穩態視覺誘發刺激單元移開目光，其腦電信號將被分類為空閑態。

8.根據權利要求1所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述分類識別模塊采用基于閾值檢測的空閑態識別方法對分類后的腦電信號進行識別，當最大相關系數與次大相關系數之比小于等于設定閾值時，判斷為空閑態，否則為工作態；工作態下最大相關系數對應的閃爍頻率所對應的飛行方向作為識別結果輸出至無人機，空閑態下發送給無人機的識別結果仍被翻譯為最近一次工作態下的飛行方向。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，還包括實時景象采集及傳送單元，所述實時景象采集及傳送單元搭載于無人機，用于采集無人機的實時影像畫面并傳送至可穿戴顯示器；所述實時影像畫面與穩態視覺誘發刺激單元疊加，顯示于可穿戴顯示器。

10.根據權利要求9所述的基于可穿戴顯示器的異步式腦控無人機系統，其特征在于，所述實時景象采集及傳送單元包括攝像頭和視頻采集卡；其中：

所述攝像頭用于無人機飛行視頻畫面采集；

所述視頻采集卡用于將采集到的無人機飛行視頻畫面無線傳輸至可穿戴顯示器。