[发明专利]一种基于脑机接口的人机交互式导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于脑机接口的人机交互式导航系统，其特征在于：包括脑电信号采集设备、中央控制器模块、环境信息采集传感器、助行移动模块、运动控制模块；其中，助行移动模块是一个轮式移动机械装置，用于载人，方便使用者移动，同时系统所需电源、中央控制器模块、环境信息采集传感器和运动控制模块均设置于助行移动模块上；

中央控制器模块，用于完成脑电信号的识别和实时导航控制；

脑电信号采集设备包括电极帽及脑电信号放大器，用于使用者通过佩戴电极帽采集脑部的稳态视觉诱发电位，并通过放大器实现对脑电信号的放大，放大器将放大后的信号传送给中央控制模块，实现脑电信号的识别；

环境信息采集传感器安装固定在助行移动模块近地面的位置上，用于采集周围环境信息，传递给中央控制器模块，实现实时导航线路规划；

运动控制模块，包括供助行移动模块移动的电机、电机控制器及运动控制器，用于接收中央控制器模块的控制命令，执行相关运动控制。

2.权利要求1所述的基于脑机接口的人机交互式导航系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：环境信息采集传感器收集实时状态下的环境路口信息，并及时上传给中央控制器，然后中央控制器分析计算出可行的前进方向；根据脑电激励信号的要求，结合实际的可行的前进方向，产生与可行的前进方向相对应的稳定激励信号，刺激使用者的大脑，使人脑产生稳态视觉诱发电位(SSVEP)；

步骤2：使用者佩戴脑电采集装置后，通过采集在不同频率刺激下的稳态视觉诱发电位，并对信号进行预处理，然后利用机器学习算法对信号进行识别；

步骤3：脑电信号识别出最终结果后，中央控制器再次结合当前路口信息情况，进行融合分析处理，然后发送一个可行的导航控制信号到运动控制模块的运动控制器中，运动控制器解析该控制信号形成相应的电机控制信号，并将其发送给相应的电机控制器，实现控制助行移动模块向指定的方向移动。

3.根据权利要求2所述的基于脑机接口的人机交互式导航系统的方法，其特征在于，步骤2具体为：

步骤2.1：通过脑电采集装置获得使用者的脑电信号后，分析稳态视觉电位的特征，根据各个通道的SSVEP现象的强弱实现对电极的确定；

步骤2.2：利用滤波器去除电磁干扰，并利用对立成分分析法实现对各种与脑电信号处于同频段的肌电信号的去除；

步骤2.3：根据稳态视觉电位的特征，使用典型关联分析算法计算处理后的脑电信号与正弦信号之间的相关性，通过相关性的大小决定所识别的信号的类型，最后获得最终识别的结果。

4.根据权利要求1或2所述的基于脑机接口的人机交互式导航系统的方法，其特征在于，步骤1中为代表每一个控制方向的激励信号设置一个激励频率，并保持在信号激励时信号的激励频率不变。