脑电控制的电动车系统设计

发布时间：2020-06-10 08:08

【摘要】：脑电信号体现了大脑神经细胞的节律性运动,在临床医学与康复工程等领域有重要的研究价值。脑-机接口技术为大脑和外界计算机等机器设备之间的信息交互提供了可能性,该技术不依赖肢体神经系统和肌肉组织的参与,使“思想”变成“行动”,具有重要的理论科研价值,还具有广阔的实际应用前景,已经成为生物医学工程等领域的一个研究热点,而基于运动想象脑电信号的研究是脑-机接口的一个非常重要的分支。本文主要研究了基于多类意识任务识别的电动车脑电控制方法。从课题的研究背景和研究意义着手,阐述了脑电信号的特征,分析了运动想象脑电信号的预处理方法、特征提取方法以及模式识别分类的方法等。采用美国Neurosky公司研发生产的Think Gear AM芯片进行脑电信号的提取,并采用Fast ICA算法对提取到的脑电信号进行预处理,然后对预处理后的脑电信号运用双树复小波-共空间模式的方法进行特征提取,再运用多核学习支持向量机的方法对提取到的特征向量进行模式分类识别,设计符合要求的硬件电路,包括主控电路、系统通信电路、电机驱动电路等,实现脑电信号控制电动小车的向前、左转、右转和停止。并对电动车实验平台的性能进行了测试,取得了良好的实验效果。与传统的脑电信号提取方法相比,本文采用的双树复小波-共空间模式算法,使得脑电信号的通道数量变少,数据运算时间变短,提升了效率和抗干扰性能。这使得脑电信号提取变得简单、准确。
【图文】：

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- 2 -图 1-1 完整 BCI 系统的组成图Fig.1-1 Complete BCI system component show国内外的研究现状及发展趋势许多大学以及科研机构都在进行脑电信号方面的研究，号有更深层次的理解，这些国家包括：中国、美国、英来自于美国的研究机构有：University of California、Caity、University of Maryland、University of Pittsburgh Medopkins University、Emotive 公司以及 NeuroSky 公司等科研究机构分别为：University of Tübingen；Canadian 日本 Mariko Mori 公司；我国的研究机构有：清华大学团队、华南理工自动化学院的李远清团队，浙江大学求

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规则的脑电信号，但脑电信号的频率主要分布在 0.5~30Hz。因此，依据不频率将脑电信号划分为五个波段：δ 节律波(0.5~4Hz)、θ 节律波(4~8Hz)律波(8~14Hz)、β 节律波(14~30Hz)、γ 节律波(>30Hz)。每个波段的频率、及起源等方面也是不一样的[25]。波形图如图 2-1 所示。.2 脑电信号的采集.2.1 国际标准电极的放置方法在对脑电信号的进行实时采集时，要想获取更加完整的 EEG 信号的时频域信息就需要多个导联。电极在头皮上的放置方法非常多，，在现在的研通常使用国际 10-12 系统电极放置法(电极与其相邻电极之间的距离是 10%%)，该放置法是国际脑电图学会建议采用的标准电极放置法[26]，如图 2-2。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.7

【参考文献】