[发明专利]一种无人设备控制系统和方法

说明书

本申请公开了一种无人设备控制系统和方法，包括：交互模块，显示控制选项或模式识别结果，将事件时刻发送至脑电波采集模块；脑电波采集模块，采集脑电波信号，与事件时刻进行同步，得到数字信号；处理模块，对数字信号进行预处理、特征提取和模式识别；监督模块，对脑控能力进行监测或纠错，发送模式识别结果至交互模块或发送控制命令至无人设备。通过交互模块、脑电波采集模块和处理模块对脑电波进行处理，得到特征和模式识别结果，能够对采集到的脑电波信号进行快速处理和反应；使用监督模块对脑控能力进行监测或纠错，能够提高识别结果的可靠性和稳定性，从而提高整个系统的可靠性、稳定性和实用性，满足实际应用。

技术领域

本申请涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种无人设备控制系统和方法。

背景技术

基于脑-机接口(Brain-Computer Interface，BCI)，能够构建人与机器之间双向交互、相互适应及协同工作的新方式，最终达到生物智能和机器智能的融合。脑机融合可以形成更加高级的人机混合智能形式，同时在科技创新方面产生颠覆性的影响。BCI是人类与人工智能相互协作的方式，可以确保人类不会被人工智能征服，并形成人机混合智能。我国已经在2016年于天宫二号上开展了脑机交互实验，从而证明了将BCI技术应用于太空任务的可行性。在2019年世界机器人大会上产生了新的脑控打字纪录：通过脑电波(Electroencephalogram，EEG)实现了691.55bits/min的理想信息传输速率(ITR)。该信息传输速率相当于在100％准确率下以0.413秒输出一个英文字母(单字母信息量按4.76bit/min计算)。而普通人用手在触屏手机上打字的速度是每分钟600比特。也就是说，这位选手凭借脑电波打字的最快速度，可以超过普通人用触屏手机打字。

通过增强现实(Augmented reality，AR)技术可以实现多维态势信息的表达，最终转换成人类可以接收和理解的信号，如文字、图像或声音等。实验证实，人类获取信息的83％来自视觉，因此，视觉是人类认识和改造世界的主要途径。多维态势信息的最佳展示方式是通过可视化技术将数据转换成图形或者图像显示出来。通过AR技术可以构造现实场景下的沉浸式虚拟交互界面，使用户能够以机器人的第三视角来输出控制指令。AR通过计算机生成有益且环境敏感的内容并叠加到现实世界中，以增强物理世界。在BCI的环境下，AR可以作为一种更友好和直观的真实世界用户界面，因此更容易进行无缝且目标牵引的交互。

尽管BCI系统具有更加自然的人机交互方式，但是目前大多仍处于实验室研究阶段，距离实际应用还有较大差距，且大多使用传统的信息显示方式，如平面液晶显示屏，少有基于AR的沉浸式虚拟交互界面。近年来，基于BCI技术的新型人机交互系统的性能如信息传输速率已经有了较大的发展，但是由于脑电波的非定常性和非平稳性特点，使得系统的可靠性、稳定性较差，这严重影响了用户的使用体验，也无法满足实际应用的需求。

综上所述，需要提供一种可靠性高、稳定性强、信息呈现效果好且能够满足实际应用的实用性强的控制系统和方法。

发明内容

为解决以上问题，本申请提出了一种无人设备控制系统和方法。

一方面，本申请提出一种无人设备控制系统，包括：

交互模块，用于显示控制选项或模式识别结果，将事件时刻发送至脑电波采集模块；

脑电波采集模块，用于采集脑电波信号，与事件时刻进行同步，得到数字信号，发送至处理模块；

处理模块，用于对数字信号进行预处理、提取特征、模式识别后，发送特征和模式识别结果至监督模块；

监督模块，用于对脑控能力进行监测或纠错，根据特征计算脑控置信度或纠错结果，发送模式识别结果至交互模块或发送控制命令至无人设备。

优选地，所述交互模块包括：

视觉刺激单元，用于根据显示指令生成控制选项和/或确认信息，发送至显示单元；