[发明专利]一种基于脑电波信号的四轴机器臂运动控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于脑电波信号的四轴机械臂运动控制方法及系统，包括：采集使用者的脑电波并生成脑电信号；将采集到的脑电信号转化为脑电波强度数据；将脑电波强度数据与设定的阈值比较，如果脑电波强度数据超过阈值，则根据脑电波强度数据值的大小控制四轴机械臂通过执行设定的运动模式实现从A点到B点的移动；否则，四轴机械臂不动作。本发明有益效果：实现了通过人脑控制DOBOT M1智能四轴机械臂的运动，四轴机械臂控制方式多样，其运动功能包括点动模式、点位模式、圆弧模式、圆形运动模式四种，操作范围大，可减小对外围设备的干扰，增大其工作范围。

技术领域

本发明涉及脑电波智能控制技术领域，特别涉及一种基于脑电波信号的四轴机械臂运动控制方法及系统。

背景技术

随着人工智能的快速发展，各行各业的智能化越来越明显。很多机械设备需要更好的人机交互，机器通过人脑控制也成为未来发展的趋势。脑机接口是生物脑与电脑或机器之间的一种直接连接通路。脑机融合计算系统是一种基于脑机接口技术，综合利用生物智能和机器智能的新型智能融合系统，生物智能与机器智能各有所长，具有很强的互补性。机器智能擅长于海量存储、快速搜索及精确数值计算等，人类智能优于抽象思维、推理、学习等高级智能活动。

目前，基于脑电波实现运动控制仅能够实现简单的直线运动，而无法实现诸如圆弧或圆周等复杂的运动模式。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于脑电波信号的四轴机械臂运动控制方法及系统，通过采集脑电波信号实现对四轴机械臂的不同运动模式控制，包括：点动模式、点位模式、圆弧模式、圆形运动模式等，操作范围大。

在一个或多个实施方式中公开的一种基于脑电波信号的四轴机械臂运动控制方法，包括：

采集使用者的脑电波并生成脑电信号；

将采集到的脑电信号转化为脑电波强度数据；

将脑电波强度数据与设定的阈值比较，如果脑电波强度数据超过阈值，则四轴机械臂进入运动模式，否则，四轴机械臂维持现有运动模式或者不动作；

根据脑电波强度数据值的大小控制四轴机械臂执行设定的运动模式，最终实现从A点到B点的多种运动模式下的移动；

四轴机械臂移动过程中，当脑电波强度数据值达到设定的动作变化阈值时，先保持当前运动状态，设定的时间后再对脑电波强度数据值进行判断，如果仍然达到设定的动作变化阈值，则进入下一运动状态；否则，维持当前运动状态。

进一步地，四轴机械臂的运动模式包括：

点动模式：触发时使机械臂沿坐标轴X或者Y或者Z方向做直线运动，停止触发时停止运动；

点位模式：实现点到点的直线运动；

圆弧运动模式：圆弧是空间内的圆弧，由当前点圆弧上任一点和圆弧结束点共同确定，圆弧总是从起点，经过圆弧上任一点再到结束点；

圆形运动模式：圆形运动与圆弧运动相仿，其轨迹为整圆，圆形运动由当前点和坐标系内任意两个不相同的非起始点的坐标共同确定，圆形总是从起点，经过任一所述的非起始点，再到另一所述的非起始点，最后回到起始点的过程。

进一步地，根据脑电波强度数据值的大小控制四轴机械臂执行设定的运动模式，具体为：

脑电波信号一旦超过N0之后，即达到脑电波强度数据值为N0-N1时，执行机械臂去抓取指定位置的物体，手指气缸先打开，机械臂运动到固定物体区域，手指气缸闭合，实现对物体的抓取，然后机械臂运动到固定坐标点；

脑电波强度数据值为N1-N2时，执行机械臂的点动模式左移运动，当信号强度超过N2后，增加延迟程序保持现运动状态，设定时间后再进行判断，如果跳回到N1-N2，则继续执行该操作，如果进入稳定的N3-N4，则执行机械臂的点位模式右移运动到一个固定的点；