[发明专利]一种基于脑电信号的无人机编队多模态控制系统

说明书

本发明公开了一种基于脑电信号的无人机编队多模态控制系统。包括无人机LED闪烁模块、视觉刺激显示模块1、视觉刺激显示模块2、脑电信号采集模块、脑电信号分析模块1、脑电信号分析模块2、脑电信号分析模块3、脑电信号分析模块4、下位机、定位模块。本发明首次实现了无人机编队整体与部分的灵活控制和调整的免手操作，实现了机群控制模式和单机控制模式的免手切换，控制指令达到18种，可以满足对无人机编队整体与部分的灵活控制和调整的基本需求。另外，在无人机编队免手控制的同时，双手可以进行其他任务，可以实现无人机控制人员的多任务操作，提高操控效率。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种基于脑电信号的无人机编队多模态控制系统。

背景技术

在脑控无人机编队方面，目前，专利中尚无脑控无人机群编队控制系统；文献中有一篇脑控无人机群系统控制文献。文献1(Karavas G K,Larsson D T,Artemiadis P.Ahybrid BMI for control of robotic swarms:Preliminary results[C]//2017IEEE/RSJInternational Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS).IEEE,2017:5065-5075.)中实现了无人机编队(3架)的控制，采用手部控制无人机的升降，然后采用运动想象脑电信号控制无人机的缩放。上文中的控制，主要面向无人机群整体的控制，实现了无人机群在水平方向上的整体放大和缩小功能。

目前尚无脑控无人机编队多模态控制方法，也没有相关脑控无人机编队多模态控制方法的研究。

发明内容

本发明的目的是填补脑控无人机编队多模态控制技术的空白，提供一种新的脑控无人机群编队方法，一方面完全实现无人机群编队的免手操作控制，另一方面实现了无人机编队的整体和部分的灵活控制与调整，从而实现对无人机编队的高效控制。

一种基于脑电信号的无人机编队多模态控制系统，包括无人机LED闪烁模块、视觉刺激显示模块1、视觉刺激显示模块2、脑电信号采集模块、脑电信号分析模块1、脑电信号分析模块2、脑电信号分析模块3、脑电信号分析模块4、下位机、定位模块。

所述无人机LED闪烁模块包括以固定的频率进行闪烁的LED灯，用于诱发控制人员的稳态视觉诱发电位。

所述视觉刺激显示模块1包括9个闪烁方块，每一个方块以自身对应的频率和相位进行黑白闪烁。

所述视觉刺激显示模块2包括7个闪烁方块，每一个方块以自身对应的频率和相位进行黑白闪烁。

所述脑电信号采集模块包括脑电放大器、脑电极、脑电帽，脑电信号采样频率为fs＝1000Hz。

所述脑电信号分析模块1用于对控制人员的3次连续快速眨眼进行识别，从而实现对机群控制模式和单机控制模式的切换。

所述脑电信号分析模块2用于对控制人员对整体机群的控制意图进行识别。

所述脑电信号分析模块3用于对控制人员的无人机单机目标进行识别。

所述脑电信号分析模块4用于对控制人员对无人机单机的控制意图进行识别。

所述下位机包括无人机位置获取模块、控制人员意图获取模块、无人机控制模块以及无人机编队位置、速度、姿态控制算法，最终输出无人机的速度、角度指令，同时将其转化为无人机底层机构执行指令并将指令传输给无人机，实现人的意图的执行；所述定位模块由光学定位智能相机、相机云台组成，用于实时记录无人机的位置。