[發明專利]一種基于混合型腦機接口的飛行器控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201911132852.5
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110716578A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李遠清;丁凌崧;瞿軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 謝建華

本發明公開了一種基于混合型腦機接口的飛行器控制系統，包括主控模塊、無線通訊模塊和飛行器模塊；本發明還公開了一種基于混合型腦機接口的飛行器控制方法；本發明的有益效果是：本發明可以通過混合型腦機接口實現對飛行器的遠程控制，混合型腦機接口相對于單一腦機接口具有高準確率、高可變性和高控制效率的優點，降低誤報率的同時，也極大豐富了控制指令的種類與數量；本發明通過腦機接口來控制飛行器，擺脫了傳統的手控方式，既可以通過手控+腦控的方式解決雙手無法同時執行多個指令的問題，提升了控制的靈敏度，又可以單純采用腦控的方式造福雙手運動障礙的人群，本系統在飛行器控制和醫療康復領域均具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于飛控技術領域，具體涉及一種基于混合型腦機接口的飛行器控制系統還涉及一種基于混合型腦機接口的飛行器控制方法。

背景技術

申請號為201810580721.2的發明專利設計了一種基于運動想象的便攜式腦控無人機系統，通過采集使用者想象自身肢體運動而產生的EEG(腦電)信號來控制無人機飛行，但是該系統提取了四類運動想象的腦電特征(左手、右手、左腿和右腿)來進行無人機控制，相較于本系統中使用的兩類運動想象腦電特征(左手和右手)控制方案，識別準確率較低同時誤操作率也較高。

申請號為201710298938.X的發明專利設計了一種基于可穿戴顯示器的異步腦控無人機系統，通過不同頻率的穩態視覺誘發刺激單元來刺激大腦產生SSVEP(穩態視覺誘發電位)，根據檢測到的電信號判斷使用者想要執行的無人機控制指令，但是人眼長時間注視高頻閃爍界面會引起較大的不適感，極端情況下還可能誘發癲癇，同時，基于SSVEP的控制系統的響應速度也非常有限，無法實現快速控制。

申請號為201720405541.1的實用新型專利設計了一種基于BCI的飛行器控制系統，使用開源腦電波設備OpenBCI采集腦電信號，沒有具體說明應用何種腦電信號進行控制，同時，飛行器上沒有搭載圖像采集設備，當飛行器飛出人的視野范圍后就無法進行有效的控制。

單純采用EEG進行飛行器控制，無論是基于運動想象、基于SSVEP(穩態視覺誘發電位)還是兩者相結合的方式，都存在一定的局限性(SSVEP容易引起使用者眼部的不適；運動想象無法提供較多的控制指令，隨著運動想象類別的增加，準確率會隨之降低)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于混合型腦機接口的飛行器控制系統及其控制方法，以解決上述背景技術中提出的單純采用EEG進行飛行器控制，無論是基于運動想象、基于SSVEP(穩態視覺誘發電位)還是兩者相結合的方式，都存在一定的局限性(SSVEP容易引起使用者眼部的不適；運動想象無法提供較多的控制指令，隨著運動想象類別的增加，準確率會隨之降低)的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于混合型腦機接口的飛行器控制系統，包括主控模塊、無線通訊模塊和飛行器模塊，其中：

主控模塊包含信號采集子模塊、數據處理子模塊以及圖像顯示子模塊；其中：

信號采集子模塊，用于采集使用者運動想象時產生的EEG信號和主動眨眼產生的EOG信號；

數據處理子模塊，為具有一定計算能力的PC機；

圖像顯示子模塊，為PC機的顯示器部分，通過無線通訊模塊獲取飛行器拍攝的實時畫面；

無線通訊模塊和顯示設備之間通過串口連接；

飛行器模塊上搭載圖像采集子模塊。

作為本發明的一種優選的技術方案，系統的運行模式分為訓練模式和正常使用模式，系統使用前，用戶需要先進行訓練。

作為本發明的一種優選的技術方案，所述無線通訊模塊和飛行器之間可以根據具體的應用場合使用通信方式，該通信的方式為WiFi、藍牙、GPRS中的一種或幾種。