主权项 |
基于运动想象脑电控制的智能轮椅系统,包括依次相连的便携式脑电采集系统,信号处理装置,接口电路以及电动轮椅;所述的便携式脑电采集系统采集用户想象左右手运动过程中的大脑头皮脑电信号,这里规定,当用户要向轮椅发送左转命令时想象左手运动,要向轮椅发送右转命令时想象右手运动;左右手运动将引起大脑头皮脑电信号中特定的事件相关去同步与事件相关同步现象;所述的电动轮椅为直流无刷电机驱动,采用前被动轮,后驱动轮的形式。电动轮椅带有左轮电机和右轮电机,分别控制轮椅左右后轮的运转,从而决定了轮椅的运动方向;左右电机的运转状态受控于接入的四路控制电压;所述的信号处理装置,其特征在于,包括:笔记本电脑及运行于笔记本电路上的脑电信号处理程序,脑电处理程序包括:(1)信号分割,基于滑动窗技术的连续脑电信号分割模块,滑动窗长度为0.5秒,相邻滑动窗重叠50%,间隔0.25秒;滑动窗内的一段脑电信号,形成一个基本的信号处理对象;(2)数据滤波,基于有限冲击响应的0.01‑40赫兹的带通滤波器,提取脑电信号中与运动想象有关的低频节律信号,滤除脑电采集过程中混入的心电噪声、设备噪声及环境噪声,提高信号的信噪比;(3)空域滤波,基于共空间模式分析,找出脑电数据的空间变换,建立特征提取用的空域滤波器;空域滤波器输出数据在不同想象任务下方差有明显差异,从而简化分类问题;(4)信号分类,基于支持向量机,利用共空间模式分析得到的脑电方差特征,求解决策面,得到支持向量,形成判别决策函数,对脑电信号进行分类,识别出用户想象的左右手运动;(5)分类结果整理,基于少数服从多数的原则,对相邻五个滑动窗内脑电信号的五次分类结果进行表决,五次分类结果组成一个判断组,从而输出一个比较平滑的分类结果,避免轮椅运动方向急剧变化。 |