[发明专利]一种基于运动想象的便携式脑控无人机系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于运动想象的便携式脑控无人机系统，其特征在于：该系统包括脑电信号采集装置、嵌入式脑电信号处理装置和飞行部分；

所述脑电信号采集装置包括AD转换模块、主控模块和蓝牙模块，完成对微弱脑电信号的采集与发送，其中：AD转换模块完成EEG信号的采集与转换功能；主控模块完成转换后的EEG信号的接收并发送给无线传输模块；蓝牙模块完成信号的传送；

所述嵌入式脑电信号处理装置包括蓝牙模块、ARM处理器、显示模块、图传接收器、控制信号传输模块与数据存储模块，完成EEG信号的分析处理、飞行画面显示和无人机控制指令发送功能，其中：蓝牙模块完成采集板脑电信号的接收，ARM处理器模块完成数据接收、存储、脑电信号处理分析，控制命令的产生以及传输，系统软件用户界面的显示；显示模块用来显示无人机飞行画面；存储模块将接收到的脑电信号进行存储；控制信号传输模块中，存储着向前、后、左、右、的操控参数，操控信号传输模块将经分类后识别出的操控指令转化为模块中保存的相应操控参数，利用无线信号传输方式实现对无人机的操控；图传接收器用以接收飞行图像；

所述飞行部分包括无人机和搭载的图传模块，无人机航拍画面由图传模块传回给嵌入式脑电信号处理模块。

2.基于权利要求1所述系统的一种基于运动想象的便携式脑控无人机系统控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：使用者观看无人机飞行界面，想象不同的肢体运动，采集脑电信号；

S2：依次经过预处理、CSP特征提取、BP神经网络分类器将脑电信号转化为控制信号；

S3：脑电控制信号由控制信号传输模块发送给无人机进行控制，使用者实时监视自己的控制效果，调整运动想象状态，直至成功完成无人机飞行任务。

3.基于权利要求1所述系统的一种基于运动想象的便携式脑控无人机系统控制方法，其特征在于：该方法中，电极帽电极排布方式按照国际10-20系统进行排列，然后截取与运动想象相关的时间段脑电数据进行频率短的滤波，从而选取出与运动想象相关的时-频段脑电数据；其次使用预处理后的多导脑电数据来构建“一对多”的空间滤波器，即每次用一类脑电信号和其他三类脑电信号来训练四个空间滤波器，通过构建好的四个空间滤波器来提取四类脑电的特征模式：最后使用提取出来的四类运动想象的脑电特征来训练BP神经网络分类器，并用训练好的BP神经网络分类器来进行分类；当想象左手运动，无人机向左飞行；当想象右手运动，无人机向右飞行；当想象左腿运动，无人机向前飞行；当想象右腿运动，无人机向后飞行。