[发明专利]一种基于脑-机接口的机器人系统及实现方法

权利要求书

1.一种基于脑-机接口的机器人系统，其特征在于：包括脑-机接口子系统、 通讯子系统和机器人子系统；脑-机接口子系统通过测量电极获取脑电信号并对 脑电信号进行特征提取得到使用者的意图，脑-机接口子系统将使用者的意图转 换成控制命令并通过通讯子系统传输给机器人子系统，机器人子系统接收脑-机 接口子系统的控制命令并控制机器人移动，该机器人子系统将自身采集的视频 信息传送给脑-机接口子系统，并由脑-机接口子系统形成刺激界面反馈给使用 者。

2.根据权利要求1所述的一种基于脑-机接口的机器人系统，其特征在于： 所述脑-机接口子系统包括脑-机计算机、脑-机显示器和脑电信号获取模块，所 述脑-机计算机分别与脑电信号获取模块和脑-机显示器相连接，脑电信号获取 模块通过电极与使用者大脑相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于脑-机接口的机器人系统，其特征在于： 所述电极的具体安放位置为：脑电测量电极安放在使用者的大脑枕区Pz、PO5、 PO3、POz、PO4、PO6、O1、Oz、O2位置，上述测量电极分布符合国际10-20系 统，参考电极安放在左侧乳突位置处，地电极安放在右侧乳突处，电极阻抗低 于10KΩ。

4.根据权利要求2所述的一种基于脑-机接口的机器人系统，其特征在于： 所述脑电信号获取模块采用Synamps2放大器，其数据采样率为1000Hz，带通滤 波1～100Hz，并进行在线50Hz陷波。

5.根据权利要求1所述的一种基于脑-机接口的机器人系统，其特征在于： 所述机器人子系统包括移动控制模块和摄像头模块，所述摄像头模块用于获取 机器人移动方向上的视频信息并将视频信息通过通讯子系统传输给脑-机接口 子系统；所述移动控制模块用于接收脑-机接口子系统的命令并实现对机器人的 移动控制功能。

6.一种如权利要求1至5任一项所述基于脑-机接口的机器人系统的实现 方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将脑-机接口子系统、通讯子系统和机器人子系统连接在一起，并 将脑电测量电极安放在使用者枕区，电极分布符合国际10-20系统，在左侧乳 突处安放参考电极，在右侧乳突处安放接地电极；

步骤2、脑-机计算机将刺激界面呈现在脑-机显示器上：以机器人摄像头捕 捉的图像为背景，并在该图像上出现八个正方形图片，分别位于图像的上、下、 左、右、左上、右上、左下、右下八个方位，这八个图片以不同频率闪烁，每 个图片对应于机器人的一个移动方向；

步骤3、使用者注视以一定频率闪烁的图像一段时间，枕区测量电极记录的 脑电信号经脑电信号获取模块送往脑-机计算机，脑-机计算机对脑电信号进行 特征提取得到使用者的意图，然后将使用者的意图转换成控制命令并通过通讯 子系统传输给机器人子系统；

步骤4、机器人子系统接收脑-机接口子系统的控制指令控制机器人移动， 并将机器人摄像头当前捕捉的图像通过通讯子系统反馈给使用者，以作为下一 次目标识别任务的背景图像；

步骤5、返回步骤3并重复执行，进行下一次目标识别任务。

7.根据权利要求6所述的一种基于脑-机接口的机器人系统的实现方法， 其特征在于：所述八个图片以不同频率闪烁的闪烁频率依次为12Hz、15Hz、13Hz、 14Hz、8Hz、9Hz、10Hz和11Hz。

8.根据权利要求6所述的一种基于脑-机接口的机器人系统的实现方法， 其特征在于：所述步骤2的刺激界面的背景为机器人摄像头捕捉的图像，并且 在整个刺激期间图像保持静态不变，只在刺激结束后更新图像。