[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110005327.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112578682A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周強(qiáng);田鵬飛;黃永慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B15/02
• 分類(lèi)號(hào): G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 西安新思維專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

包括眼電信號(hào)采集模塊、眨眼識(shí)別模塊、眼電離線辨識(shí)模塊、控制器模塊、人機(jī)交互模塊；眼電信號(hào)采集模塊采集眨眼動(dòng)作的EOG信號(hào)，經(jīng)眨眼識(shí)別模塊濾除無(wú)意識(shí)眨眼和前庭眼跳干擾，通過(guò)眼電離線辨識(shí)模塊構(gòu)建適用于眼電信號(hào)的離線辨識(shí)模型并將其植入控制器模塊，將基本眼電動(dòng)作及其組合轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的控制指令實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制，并且利用人機(jī)交互模塊對(duì)外部設(shè)備上實(shí)時(shí)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述眼電信號(hào)采集模塊，包括有源探頭和調(diào)理電路，所述調(diào)理電路包含儀表差分放大電路、右腿驅(qū)動(dòng)抵消電路DRL、工頻陷波器和帶通濾波器以及后級(jí)放大電路；所述有源探頭貼于眼部實(shí)時(shí)采集眼電信號(hào)，并且將采集到的信號(hào)傳遞至調(diào)理電路進(jìn)行預(yù)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述眨眼識(shí)別模塊濾除無(wú)意識(shí)眨眼、眼跳干擾以及前庭眼跳干擾VOR的方法原理為，根據(jù)有意識(shí)眨眼信號(hào)和無(wú)意識(shí)眨眼幅值特性，利用動(dòng)態(tài)閾值法濾除無(wú)意識(shí)眨眼，對(duì)眨眼信號(hào)做一次差分后信號(hào)在眨眼處會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極小值和一個(gè)極大值，且極大值和極小值的比值x在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，具體精確到0.5x2的范圍內(nèi)，當(dāng)x0.5，判斷為左眼跳，當(dāng)x2判斷為右眼跳，同時(shí)計(jì)算一次極大值與極小值之間的時(shí)間t，有意識(shí)眨眼的一次極大值與極小值之間的時(shí)間在80-120ms之間，VOR的一次極大值與極小值之間的時(shí)間在600-800ms之間，因此判斷t的大小，當(dāng)t≤200ms時(shí)判定為有效眨眼，當(dāng)t200ms時(shí)，判定為視為VOR干擾。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述眼電離線辨識(shí)模塊，對(duì)去噪后的信號(hào)提取特征，并根據(jù)特征量對(duì)一次眨眼、二眨眼、三次眨眼分類(lèi)，所述的眼電離線辨識(shí)模塊使用小波軟閾值的方法對(duì)影響原始EOG信號(hào)比較嚴(yán)重的肌電EMG、系統(tǒng)高頻噪聲、尖峰噪聲等干擾進(jìn)行濾波，對(duì)經(jīng)過(guò)小波閾值處理過(guò)的經(jīng)過(guò)濾波處理后的EOG信號(hào)，提取其功率譜熵PSE和多尺度熵MSE兩種特征量，將提取到的這兩種特征量數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集和測(cè)試集送入支持向量機(jī)SVM訓(xùn)練模型進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)而識(shí)別出一次眨眼二次眨眼和三次眨眼的三類(lèi)信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述控制器模塊，將接收到的信號(hào)通過(guò)處理轉(zhuǎn)換成控制指令發(fā)送至外部設(shè)備；MCU將接收到的信號(hào)送入ADC，采樣頻率為1kHz，將信號(hào)在MCU中通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)控制指令，生成控制指令表，切換至不同界面每次眨眼對(duì)應(yīng)著不同設(shè)備的開(kāi)關(guān)命令，實(shí)現(xiàn)控制指令方式表與眨眼信號(hào)一一對(duì)應(yīng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述人機(jī)交互模塊，實(shí)時(shí)反映當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行情況以及開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于眼電控制的智能助障家居系統(tǒng)，其特征在于：

所述系統(tǒng)還包括智能家居和輪椅模塊，所述模塊是一臺(tái)具有藍(lán)牙接收裝置的電動(dòng)輪椅和可擴(kuò)展的家居模型。