[发明专利]多自由度机械臂的脑电、眼电脑机控制系统

说明书

本发明提供了多自由度机械臂的脑电、眼电脑机控制系统，涉及脑机接口的技术领域。包括：启闭指令采集模块，采集非脑信号并输出启闭指令；分类信号采集模块，采集脑信号后输出分类信号；取消指令采集模块，采集非脑信号并输出取消指令；刺激模块，输出刺激信号；启闭指令接收模块，接收启闭指令并控制刺激模块的启闭；分类信号接收模块，接收分类信号并输出动作信号，同时刺激模块对分类信号包含的信息进行显示；取消指令接收模块，接收取消指令以拦截动作信号；还包括接收动作信号的动作信号接收模块和用于完成相应动作的机械臂。本发明通过特征明显的眨眼动作来控制刺激信号的输出启闭以及动作信号的拦截取消，提高了脑机交流的准确率。

技术领域

本发明涉及脑机接口的技术领域，特别涉及多自由度机械臂的脑电、眼电脑机控制系统。

背景技术

脑机接口致力于构建大脑和外界设备直接信息交互的桥梁，让使用者与外界环境的交互不再依赖于正常的外周神经和肌肉传导通道。通过采集使用者在不同任务下的脑电信号，处理分析得到的分类结果作为控制命令输出给外界设备，实现使用者与外界设备的直接交流。脑机接口发展至今，出现了各种实验刺激范式，也产生了各种生理信号采集装置，致力于提高系统的分类准确率、稳定性和便携性。

专利公开号为CN103263324B的中国发明专利公开了一种基于SSVEP稳态视觉诱发电位的智能轮椅系统，包括LED频闪刺激器、电极帽、脑电预处理电路、无线传输系统、上位机、轮椅控制电路、电动轮椅和自动避障模块。使用者通过注视LED频闪刺激器来输出不同的EEG，脑电预处理电路导等对EEG进行处理分析后输出控制命令给轮椅，从而实现轮椅的不同动作。

但是，由于人脑信号（electroencephalography，EEG）的非稳定性特征，单模态脑机接口较难实现多自由度命令控制，使用者与环境的信息交互十分有限，一定程度上限制了脑机接口的发展和应用推广。而多模态脑机接口通过同时采集多种脑信号或者结合脑信号（electroencephalography，EEG）与非脑信号，可以利用不同信号各自的优势相互补充，提高脑机接口的分类精度和输出命令信号的自由度，更便于使用，有利于脑机接口的发展和应用。

然而，由于脑信号不管人体处在何种状态下都存在，所以很难确定一个合适的触发条件，容易出现误操作，而在误操作下控制命令一旦输出，使用者也无法及时获知并进行修改，最终仍会出现错误的动作指令，使用者只能等待动作结束后重新进行交流操作，增加了操作的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供多自由度机械臂的脑电、眼电脑机控制系统，以解决脑信号易误触发且使用者无法及时取消命令而导致的误执行的问题。

包括：主机单元，包括启闭指令采集模块，用于采集非脑信号并输出启闭指令；分类信号采集模块，用于采集脑信号后对其进行分类并输出分类信号；取消指令采集模块，用于采集非脑信号并输出取消指令；

刺激单元，包括刺激模块，用于对外输出刺激信号；启闭指令接收模块，用于接收所述启闭指令并控制所述刺激模块的输出启闭；分类信号接收模块，用于接收所述分类信号并输出动作信号，同时由所述刺激模块对所述分类信号包含的信息进行显示；取消指令接收模块，用于接收所述取消指令以拦截动作信号，当未采集到非脑信号时不拦截动作信号，当采集到非脑信号时拦截动作信号；

所述非脑信号为眼电信号；

外部设备，包括动作信号接收模块和机械臂，所述动作信号接收模块用于接收所述动作信号并控制所述机械臂完成相应动作。