[發(fā)明專利]一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110304220.3
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112914865B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 李遠清;張慶豐
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61G5/10
• 分類號: A61G5/10;G06F3/01
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 謝建華

1.一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：由腦電帽、信號采集放大模塊、信號采樣傳輸模塊、嵌入式系統(tǒng)及指令輸出、信號處理與分析模塊組成，其中：

腦電帽：基于10-20國際標準導聯(lián)系統(tǒng)生產的專門用于采集腦電信號；

信號采集放大模塊：信號采用差分輸入，同時采用右腿驅動電路減少共模信號的干擾；最后將信號進行放大用于信號采樣；

信號采樣傳輸模塊：采用無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，將采樣數(shù)據(jù)發(fā)給嵌入式芯片對數(shù)據(jù)深度處理；

嵌入式系統(tǒng)及指令輸出：采用stm32F407芯片作為腦電信號分析中樞和轉向系統(tǒng)指令輸出端；

信號處理與分析模塊：用于對腦電信號進行處理和分析；

控制方法如下：

步驟一：使用一輛雙驅動智能小車進行轉向系統(tǒng)的驗證，智能車的前端采用舵機拉動連桿轉向，智能車的后端采用雙電機差速轉向；

步驟二：使用者帶上腦電帽，并將{A1、A2、C3、C4、GND、FP2}這幾個電極涂上導電膏，等待幾分等待腦電信號穩(wěn)定；

步驟三：將轉向系統(tǒng)的藍牙和腦電采集系統(tǒng)的藍牙開機配對，當?shù)却麄€系統(tǒng)穩(wěn)定后，使用者在走廊上控制車輛移動測試裝置轉向靈敏度，并在控制車輛形式的過程中進行多個避障任務統(tǒng)計完成整個任務需要的總時間，評價整個裝置的好壞。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：所述信號采集放大模塊中，采用AD8232集成芯片用于信號采集前端，再經過AD8232芯片的帶通濾波通道，濾除超低頻信號小于0.5Hz和高頻信號大于75Hz的信號，最后將信號進行放大用于信號采樣。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：所述信號采樣傳輸模塊中，采用無線傳輸數(shù)據(jù)的方式，將進行4ms(250Hz)采樣一次，16ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)的方式采樣數(shù)據(jù)，選用帶采樣功能的藍牙芯片nrf52832，將采樣數(shù)據(jù)發(fā)給嵌入式芯片對數(shù)據(jù)深度處理。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：所述嵌入式系統(tǒng)及指令輸出中，stm32F407芯片接收到藍牙芯片發(fā)送的腦電數(shù)據(jù)，需要對信號做50Hz陷波濾波濾除工頻干擾；然后進行去基線和去偽跡處理，滑動平均濾波處理；最后得到處理好的腦電信號，再采用能量累加和計算信號累計的時間，并轉換成PWM波的脈沖寬度，再根據(jù)輸出信號，其中：

D表示舵機的最大轉角的脈沖寬度，即能轉向的最大角度；

D₀表示舵機的中間位置的脈沖寬度，即能轉向的最大角度；

T表示腦電信號持續(xù)的時間，即可以隨使用者的習慣調整；

ΔD表示使用者需要轉向的角度對應的脈沖寬度；

ΔT表示使用者給出的左右咬牙的時間。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：還包括過濾模塊、且過濾模塊用于對冗余的數(shù)據(jù)信號進行過濾。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：還包括統(tǒng)計模塊、且統(tǒng)計模塊用于對多個避障任務統(tǒng)計以及完成整個任務需要的總時間統(tǒng)計。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：還包括匹配模塊、且匹配模塊用于轉向系統(tǒng)的藍牙和腦電采集系統(tǒng)的藍牙開機配對。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于腦機接口的連續(xù)轉向控制方法，其特征在于：還包括監(jiān)控模塊、且監(jiān)控模塊用于對腦電帽、信號采集放大模塊、信號采樣傳輸模塊、嵌入式系統(tǒng)及指令輸出、信號處理與分析模塊進行監(jiān)控。