[發明專利]一種無人設備控制系統和方法

有效

• 申請號: 201910979326.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110824979B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 王春慧;江京;印二威;鄧寶松;閆野
• 申請（專利權）人: 中國航天員科研訓練中心;中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達

本申請公開了一種無人設備控制系統和方法，包括：交互模塊，顯示控制選項或模式識別結果，將事件時刻發送至腦電波采集模塊；腦電波采集模塊，采集腦電波信號，與事件時刻進行同步，得到數字信號；處理模塊，對數字信號進行預處理、特征提取和模式識別；監督模塊，對腦控能力進行監測或糾錯，發送模式識別結果至交互模塊或發送控制命令至無人設備。通過交互模塊、腦電波采集模塊和處理模塊對腦電波進行處理，得到特征和模式識別結果，能夠對采集到的腦電波信號進行快速處理和反應；使用監督模塊對腦控能力進行監測或糾錯，能夠提高識別結果的可靠性和穩定性，從而提高整個系統的可靠性、穩定性和實用性，滿足實際應用。

技術領域

本申請涉及增強現實技術領域，尤其涉及一種無人設備控制系統和方法。

背景技術

基于腦-機接口(Brain-Computer Interface，BCI)，能夠構建人與機器之間雙向交互、相互適應及協同工作的新方式，最終達到生物智能和機器智能的融合。腦機融合可以形成更加高級的人機混合智能形式，同時在科技創新方面產生顛覆性的影響。BCI是人類與人工智能相互協作的方式，可以確保人類不會被人工智能征服，并形成人機混合智能。我國已經在2016年于天宮二號上開展了腦機交互實驗，從而證明了將BCI技術應用于太空任務的可行性。在2019年世界機器人大會上產生了新的腦控打字紀錄：通過腦電波(Electroencephalogram，EEG)實現了691.55bits/min的理想信息傳輸速率(ITR)。該信息傳輸速率相當于在100％準確率下以0.413秒輸出一個英文字母(單字母信息量按4.76bit/min計算)。而普通人用手在觸屏手機上打字的速度是每分鐘600比特。也就是說，這位選手憑借腦電波打字的最快速度，可以超過普通人用觸屏手機打字。

通過增強現實(Augmented reality，AR)技術可以實現多維態勢信息的表達，最終轉換成人類可以接收和理解的信號，如文字、圖像或聲音等。實驗證實，人類獲取信息的83％來自視覺，因此，視覺是人類認識和改造世界的主要途徑。多維態勢信息的最佳展示方式是通過可視化技術將數據轉換成圖形或者圖像顯示出來。通過AR技術可以構造現實場景下的沉浸式虛擬交互界面，使用戶能夠以機器人的第三視角來輸出控制指令。AR通過計算機生成有益且環境敏感的內容并疊加到現實世界中，以增強物理世界。在BCI的環境下，AR可以作為一種更友好和直觀的真實世界用戶界面，因此更容易進行無縫且目標牽引的交互。

盡管BCI系統具有更加自然的人機交互方式，但是目前大多仍處于實驗室研究階段，距離實際應用還有較大差距，且大多使用傳統的信息顯示方式，如平面液晶顯示屏，少有基于AR的沉浸式虛擬交互界面。近年來，基于BCI技術的新型人機交互系統的性能如信息傳輸速率已經有了較大的發展，但是由于腦電波的非定常性和非平穩性特點，使得系統的可靠性、穩定性較差，這嚴重影響了用戶的使用體驗，也無法滿足實際應用的需求。

綜上所述，需要提供一種可靠性高、穩定性強、信息呈現效果好且能夠滿足實際應用的實用性強的控制系統和方法。

發明內容

為解決以上問題，本申請提出了一種無人設備控制系統和方法。

一方面，本申請提出一種無人設備控制系統，包括：

交互模塊，用于顯示控制選項或模式識別結果，將事件時刻發送至腦電波采集模塊；

腦電波采集模塊，用于采集腦電波信號，與事件時刻進行同步，得到數字信號，發送至處理模塊；

處理模塊，用于對數字信號進行預處理、提取特征、模式識別后，發送特征和模式識別結果至監督模塊；

監督模塊，用于對腦控能力進行監測或糾錯，根據特征計算腦控置信度或糾錯結果，發送模式識別結果至交互模塊或發送控制命令至無人設備。

優選地，所述交互模塊包括：

視覺刺激單元，用于根據顯示指令生成控制選項和/或確認信息，發送至顯示單元；