[實用新型]一種基于BCI的飛行器控制系統

有效

• 申請號: 201720405541.1
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN207529230U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 孟凡利;張學軍;楊穎;諸葛徐凱
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李湘群

1.一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，該系統由腦電采集裝置、便攜式腦電信號處理控制器和四旋翼飛行器組成，腦電采集裝置包括腦電波采集設備OpenBCI和串口通信模塊；便攜式腦電信號處理控制器包括運行腦電處理器、腦電識別上位機的Linux嵌入式處理器和無線通信模塊；四旋翼飛行器包括姿態傳感器、飛行控制器，當腦電采集器采集到相應腦電信號后，通過串口傳輸至腦電處理控制器，經分析處理后，相應控制信號通過無線模塊向四旋翼飛行器飛行控制器發出控制指令，四旋翼飛行器做出相應的飛行動作，完成控制全過程，四旋翼飛行器包含飛行控制器和多種姿態傳感器，姿態傳感器包括：陀螺儀、加速度計、氣壓計、GPS和聲吶，飛行器飛行過程中姿態傳感器實時采集當前姿態信息，包括航向角、俯仰角、橫滾角、當前高度、當前位置，并將其傳送至飛行控制器，在執行飛行命令時依據這些實時反饋完成相應動作，在完成一個控制命令后，飛行控制器根據以上姿態信息判定飛行是否處于平穩懸停狀態，并實時進行修正，同時等待下一條控制命令。

2.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述便攜式腦電信號處理器包括腦電信號分析比對算法，在便攜式腦電信號處理器中使用四種不同腦電信號特征對腦電信號識別庫進行訓練，分別代表起飛/降落，向前飛行預設距離，左轉預設角度，右轉預設角度。

3.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述四旋翼飛行器接收四種飛行控制命令：起飛至預設高度/降落、左轉預設角度、左轉預設角度和前進預設距離。

4.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述四旋翼飛行器設置兩種飛行模式：一種是移動模式，四旋翼飛行器執行飛行控制命令；另一種是懸停模式，四旋翼飛行器保持高度、航向角不變，機身水平，空間位置不變。

5.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述四旋翼飛行器通過綜合GPS、電子羅盤、陀螺儀、氣壓計、聲吶的姿態傳感器檢測當前姿態和位置，用于校正四旋翼飛行器飛行狀態。

6.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述便攜式處理控制器中將對腦電進行識別與處理的上位機移植到Linux嵌入式設備中，方便戶外使用。

7.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，當發生飛行高度異常變化時，強制切換至懸停模式，主動保護所述四旋翼飛行器。

8.根據權利要求1所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，在完成一條飛行控制命令后和下一條控制命令到來之前，所述四旋翼飛行器保持懸停狀態。

9.根據權利要求1-8任意一項所述的一種基于BCI的飛行器控制系統，其特征在于，所述四旋翼飛行器的飛行控制命令直接來自于便攜式腦電信號處理控制器對使用者腦電信號的識別和處理結果。