[發明專利]一種基于腦電和眼動信號的射擊控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110168442.7
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112764547B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 于揚;劉陽;郭鴻武;胡德文;沈輝;楊東旭
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

本發明公開了一種基于腦電和眼動信號的射擊控制系統及控制方法，包括顯示屏、眼動信號提取裝置、腦電信號提取裝置和處理器，所述顯示屏與處理器相連，用于顯示運動目標、瞄準框、武器發射情況和射擊結果；眼動信號提取裝置與處理器相連，用于提取操作人員的眼動信號，送至處理器，使瞄準框依據眼動信號產生相應移動；腦電信號提取裝置與處理器相連，用于提取操作人員的腦電信號，并將腦電信號送至處理器；處理器識別并處理采集到的眼動信號和腦電信號，并產生瞄準框移動和發射信號。本發明采用眼動信號檢測技術和腦機接口技術與傳統的操作相結合，增加了人作為控制信號信源的輸出通道，更高效地完成人機協同動態目標瞄準、跟蹤和打擊任務。

技術領域

本發明屬于腦電控制技術領域，具體涉及一種基于腦電和眼動信號的射擊控制系統及控制方法，用于人機協同的目標瞄準、跟蹤和打擊。

背景技術

在現有武器系統的控制回路中，對武器進行的操控幾乎都依賴于人用雙手或雙腳，通過點觸按鍵或操作操縱桿(方向盤、搖把等)的方式來輸出控制信號。從系統的角度來看，人只有兩只手，兩只腳——作為控制信號源，人的信號輸出通道是有限的。

而現代戰爭具有以下兩個特點，一是交戰過程中，大量的信息以猝發的形式出現；二是武器系統功能越來越強大、操作復雜度也越來越高雜，許多戰斗場景下，武器操作人員需要在極短的時間內正確地完成多項操作。且操作平臺的按鈕往往排列緊密，容易造成誤觸，也給按鍵選擇帶來困難。有的按鍵距離身體較遠，需要操作人員身體前傾、伸手才能按到……隨著武器系統的復雜度不斷提高，需要進行控制的項目也不斷增加。

為了解決這種困難，目前主要采用“增添武器功能——強化人員訓練”的方式來提高操作效率,但這種方式對操作人員的訓練水平提出了越來越高的要求，已經出現了“邊際效用遞減”的現象。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種基于腦電和眼動信號的射擊控制系統及控制方法，其采用眼動信號檢測技術和腦機接口技術與傳統的操作相結合，增加了人作為控制信號信源的輸出通道，更高效地完成人機協同動態目標瞄準、跟蹤和打擊任務，提高人機交互能力。

本發明的目的之一通過以下技術方案實現：提供一種基于腦電和眼動信號的射擊控制系統，包括顯示屏、眼動信號提取裝置、腦電信號提取裝置和處理器，其中：

所述顯示屏與處理器相連，用于顯示運動目標、瞄準框、武器發射情況和射擊結果；

所述眼動信號提取裝置與處理器相連，用于提取操作人員的眼動信號，送至處理器，使瞄準框依據眼動信號產生相應移動；

所述腦電信號提取裝置與處理器相連，用于提取操作人員的腦電信號，并將腦電信號送至處理器；

所述處理器識別并處理采集到的眼動信號和腦電信號，并產生瞄準框移動和發射信號。

作為進一步的改進，所述腦電信號提取裝置通過基于穩態視覺誘發電位的腦機接口技術采集操作人員的腦電信號。

作為進一步的改進，所述眼動信號提取裝置為眼動儀，所述眼動儀通過攝入從人眼角膜和瞳孔反射的紅外線連續地記錄眼動信號，并從中提取操作人員注視點，注視時間、瞳孔大小的數據，記錄、分析并跟蹤操作人員的視線。

作為進一步的改進，所述基于腦電和眼動信號的射擊控制系統還包括信號放大模塊及與其串聯的濾波模塊，所述信號放大模塊與腦電信號提取裝置相連，所述濾波模塊與處理器相連。

本發明的目的之二通過以下技術方案實現：提供一種基于腦電和眼動信號的射擊控制方法，采用其上任一項所述的基于腦電和眼動信號的射擊控制系統進行射擊控制，包括以下步驟：

S100、開啟基于腦電和眼動信號的射擊控制系統，操作人員坐于顯示屏的屏幕前，眼動信號提取裝置進行標定；