[发明专利]一种基于SSVEP脑机接口的仪器仪表控制系统

说明书

本发明公开了一种基于SSVEP脑机接口的仪器仪表控制系统，通过基于SSVEP的脑机接口实现对仪器仪表的控制，利用光源刺激装置提供对应于仪器仪表各项功能的刺激目标，即利用光源刺激装置中的刺激目标取代仪器仪表的原始按键，当使用者需要控制仪器仪表执行某种指令时，使用者无需与仪器仪表进行肢体接触，仅需佩戴可穿戴脑电传感器并注视光源刺激装置中与该指令对应的刺激目标即可，这样，使用者仅通过目光注视即可实现对仪器仪表的控制，无需外部神经和肌肉的参与，使用者在操控仪器仪表的过程中可以继续双手的工作，从而可以免去机械手等不必要的外部辅助工具，缩减生产开销，提高操作效率，还可以免除极端条件下重复繁琐的准备工作。

技术领域

本发明涉及脑机接口领域、LED显示器领域和仪器仪表控制领域，尤其涉及一种基于SSVEP脑机接口的仪器仪表控制系统。

背景技术

仪器仪表是现代化生产中不可或缺的部分，在当今时代对推动科学技术发展和创新有着不可或缺的作用。

仪器仪表在实际使用过程中，总是需要使用人员进行相关操作，例如，示波器使用过程中总是需要依照被测量的实际情况对仪器测量的灵敏度、扫描速度等参数进行修改。然而，受限于生产条件，使用人员的双手并不总是处于可操作仪器仪表的状态，例如，双手正在超净箱中进行无菌操作，此时出于便利性和安全性不能将双手从超净箱中移出，因此，需要通过无需手部操控的方式实现对仪器仪表的控制，但目前尚未出现很好的解决方法。

仪器仪表控制领域特别是在多功能或高精度仪器仪表方面，对仪器仪表的控制都需要人的双手进行配合，很难将人手从操控仪器检测的过程中解放出来，很大程度地限制了生产力的进一步提高，关键时刻甚至会引入不必要的测量误差，造成严重的经济损失。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于SSVEP脑机接口的仪器仪表控制系统，用以通过无需手部操控的方式实现对仪器仪表的控制。

因此，本发明提供了一种基于SSVEP脑机接口的仪器仪表控制系统，包括：光源刺激装置、入耳式脑电信号采集装置、与所述光源刺激装置电性连接的脑电信号分析处理装置以及与所述脑电信号分析处理装置电性连接的仪器仪表控制装置；其中，

所述光源刺激装置，包括与仪器仪表的各个按键对应的多个刺激目标，各所述刺激目标按照互不相同的闪烁频率进行闪烁，且各所述闪烁频率互质，各所述刺激目标的颜色不同；各所述刺激目标通过液晶显示屏和/或LED灯实现；用于在使用者注视任一刺激目标时刺激使用者的大脑皮层产生与该刺激目标对应的SSVEP信号；

所述入耳式脑电信号采集装置，用于对使用者大脑皮层产生的SSVEP信号进行采集，并对所述SSVEP信号进行滤波放大和模数转换后，将得到的数字信号利用蓝牙发送给所述脑电信号分析处理装置；

所述脑电信号分析处理装置，用于确定各所述刺激目标的颜色和闪烁频率以及各所述刺激目标对应的指令，将各所述刺激目标的颜色和闪烁频率发送给所述光源刺激装置，并生成与各所述刺激目标一一对应的标准信号，将所述入耳式脑电信号采集装置发送的数字信号与各所述标准信号进行对比，通过特征提取算法考虑各所述闪烁频率的谐波和次谐波得到与所述数字信号最接近的标准信号，与所述数字信号最接近的标准信号对应的刺激目标为使用者注视的刺激目标，从而识别出与使用者注视的刺激目标对应的指令，并将所述指令通过串口传输给所述仪器仪表控制装置；在所述脑电信号分析处理装置每次成功识别出指令之前，每个所述刺激目标的颜色固定且按照固定的闪烁频率进行闪烁；

所述光源刺激装置，还用于根据所述脑电信号分析处理装置发送的各所述刺激目标的颜色和闪烁频率，对各所述刺激目标的颜色和闪烁频率进行设置；

所述仪器仪表控制装置，用于将接收的指令通过I/O口传输给所述仪器仪表，控制所述仪器仪表执行所述指令。