[发明专利]一种脑机接口视觉刺激显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脑机接口视觉刺激显示系统，具体地说，本发明的脑机接口视觉刺激显示系统是指通过投影设备将脑机接口所需的外界刺激信息，经过多次反射后，显示到相应的抬头显示屏上，并且可以自动调整刺激的角度和位置的装置。本发明属于认知神经领域与工业设计领域的结合应用，为助残康复医疗器械领域。

背景技术

脑机接口（BCI）可以在人脑和计算机或其它外界设备之间建立一种直接的信息交流和控制通道，是一种不依赖于常规大脑输出通路（外周神经和肌肉组织）的全新的信息交流系统。脑机接口的出现有效的提高了肢体无自主行为能力的患者的活动范围。现有的脑机接口技术已经能够进行单词拼写、网页浏览以及收发邮件等，并通过脑机接口技术与电动轮椅等外部助残设备结合，出现脑控轮椅、脑控假肢等。这些都为肢体残疾患者提供了诸多的便利。

现有的脑机接口技术，最主要也是应用最为广泛的集中于稳态视觉诱发（SSVEP）、P300、事件相关去同步/同步(ERD/ERS)等三种形式。而其中SSVEP和P300两种形式的脑机接口均需要有外部进行相应的刺激，才可以获得需要的脑电信号。现有的刺激形式对于SSVEP主要是采用LED光源进行固定频率的刺激，近几年出现通过CRT/LCD的刺激形式；P300脑机接口主要采用LCD的方式实现。这些刺激显示大多需要独立的刺激器，使用者在利用脑机接口下达指令时需要注视刺激器，因而这些刺激显示的形式存在着在进行刺激的时候无法兼顾周围环境信息的问题，而频繁的注意力的切换，会影响脑机接口性能的同时造成对周围环境的错误观察，对于被控对象，尤其是移动中的被控对象来说是极其不利的。

而上面提到的问题对于现有的车辆信息的显示以及飞机上信息的显示也存在这样的问题。目前技术人员提出了抬头显示系统(head-up display，HUD)的方式，将需要显示的信息提供给该系统，通过光反射的原理，显示在用户的前方，这样需要显示的信息在用户的视野前方及时的出现，同时不会影响用户前方视野，避免由于用户在低头看各项仪表的时候周围环境的突发变化，引起事故!

综上所述，如果将抬头显示与脑机接口技术相结合，开发出一种新型的脑机接口刺激抬头显示系统，就可以很好的解决由于注意力转移所造成的各种问题。该种刺激显示系统，可以应用于脑控轮椅系统等。当将该种刺激显示系统与车辆抬头显示相结合，则全新的基于脑机接口技术的智能车辆将成为可能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够为使用者提供一种兼顾脑机接口刺激和周围环境的交互显示系统，该设备能够在将各种控制行为和控制动作，转化为不同的视觉刺激信息的情况下，通过抬头显示系统呈现这些刺激，然后由使用者通过脑电实现对被控对象的具体控制。具有此种功能的系统可在不借助肢体移动的情况下使通过脑电信号控制外部设备（如：轮椅移动、机械臂的抓取东西等）成为可能（例如肢体残疾人或肢体行动受限者在无外人帮助的情况下对被控对象进行操作控制），同时由于兼顾了周围的环境，使得使用者能够及时的发现环境中的危险情况，并进行相应的调整，这样也提高了操作的安全性。

本发明是一种脑机接口视觉刺激显示系统，可以适用于电动轮椅（5），使用者坐在电动轮椅（5）上，所述显示系统包括：支座（11），布置在电动轮椅（5）的脚踏板附近；投影设备（10），布置在支座（11）的第一倾斜部分（111）上；第一镜面（9），安装在支座（11）的竖直部分（112）上；第二镜面（8），安装在支座（11）的第二倾斜部分（113）上；显示部分（6），布置在电动轮椅（5）的外部，位于使用者的视野的正前方，其中，第二镜面（8）和第一镜面（9）之间的夹角是可调节的，显示部分（6）可调节地连接到电动轮椅（5），与对第二镜面（8）和第一镜面（9）之间的夹角的调节联动的调节显示部分（6）。

支座（11）的竖直部分（112）形成在支座（11）的第一倾斜部分（111）的一端；支座（11）的第二倾斜部分（113）位于第一倾斜部分（111）上方且与竖直部分（112）隔开预定距离；竖直部分（112）和第二倾斜部分（113）通过中间部分（114）连接。

支座（11）的内部形成中空空间；竖直部分（112）的上表面形成有开口；第一镜面（9）安装在竖直部分（112）的形成所述内部空间的内表面上；第二镜面（8）安装在第二倾斜部分（113）直接面对竖直部分（112）的表面上。

显示部分（6）由反射膜形成；显示部分（6）通过顶棚（1）可调节地连接到电动轮椅（5）。