[發明專利]排爆機器人遙操作者典型精神狀態的誘發范式設計及腦電辨識方法

有效

• 申請號: 202011024291.X
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112101285B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張小棟;朱文靜;張騰;蔣永玉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種排爆機器人遙操作者典型精神狀態的誘發范式設計系統，其特征在于：該誘發范式設計系統包括虛擬操作平臺和腦電分析平臺；所述腦電分析平臺包括用于精神狀態辨識的第一計算機單元以及與第一計算機單元相連的排爆機器人遙操作者腦電采集設備，所述虛擬操作平臺包括用于模擬排爆機器人的操作場景的第二計算機單元以及與第二計算機單元相連的排爆機器人遙操作者指令發送設備；所述操作場景包括在一定的操作流程中按順序呈現并按操作結果反饋給排爆機器人遙操作者的用于構成誘發范式的多個刺激場景；

所述第一計算機單元通過采集排爆機器人遙操作者在虛擬操作平臺下操作排爆機器人的過程中的腦電信號，并利用截取自該腦電信號的0.5～2s短時腦電數據進行特征訓練，從而生成用于識別排爆機器人遙操作者在實際遠程操作過程中的精神狀態的卷積神經網絡模型；

所述操作場景中按順序呈現給排爆機器人遙操作者的刺激場景包括用于誘發產生不同警覺度水平，并按操作結果反饋用于誘發排爆機器人遙操作者產生正負面情緒或精神緊張的刺激場景，以及用于誘發產生精神疲勞，并按操作結果反饋用于誘發排爆機器人遙操作者產生正負面情緒或精神緊張的刺激場景；

進行典型精神狀態誘發的順序為：5—6—5—6—……—1，其中“……”表示“5—6”共循環2～5回合，按照此順序在排爆機器人遙操作者的整個操作過程中對其進行精神狀態的誘發；操作正確提示、操作錯誤提示及他人催促或倒計時在以上誘發順序下的不同類型任務“5”、“6”、“1”的操作流程中根據實際情況發生，即如果排爆機器人遙操作者正確完成任務可以獲得操作正確提示，操作錯誤會收到操作錯誤提示；如果在任務允許時間前仍未完成任務，由倒計時聲響或實驗輔助人員給出催促；“5”可以對應于無避障要求的軌跡跟蹤和抓取物塊任務；“6”可以對應于無避障要求的簡單且漫長的軌跡跟蹤任務；“1”可以對應于有避障要求的軌跡跟蹤、抓取物塊及轉移物塊任務；

每隔3～5min按照誘發順序誘發排爆機器人遙操作者的目標精神狀態，在間隔時間不采集腦電信號。

2.根據權利要求1所述一種排爆機器人遙操作者典型精神狀態的誘發范式設計系統，其特征在于：所述腦電采集設備包括腦電帽，腦電帽的電極布置于大腦額葉、枕葉、頂葉和顳葉區域，腦電采集設備的采樣頻率為≥100Hz。

3.根據權利要求1所述一種排爆機器人遙操作者典型精神狀態的誘發范式設計系統，其特征在于：所述誘發范式設計系統還包括用于模擬實際操作環境條件的操作環境空間，虛擬操作平臺和腦電分析平臺位于該操作環境空間內。