基于眼电的智能输入系统

发布时间：2017-09-02 01:42

  本文关键词：基于眼电的智能输入系统

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【摘要】：运动神经元疾病患者,除视觉和眼周肌肉外,各运动系统均受累,包括语言功能。该类患者基本上丧失了与外界交流的能力,目前,能够帮助该类患者与外界交流的辅助工具是少之又少。如果能设计一套靠眼动来控制的人机交互系统,就能帮助该类患者实现与外界正常的交流。本文以此为切入点,研究并设计了一套基于眼电的残疾人辅助系统。使用者仅通过眨眼便能控制本系统的人机交互界面进行字符输入,实现与外界交流的目的。此系统支持中英文数字三种输入法,并且实时显示使用者眼电波形。本系统硬件采用可拆卸式模块设计,其中数据采集模块采用德州仪器的模拟前端ADS1299,系统控制模块以S3C6410为主控芯片,采用10.1寸LCD屏显示人机交互界面,为了便携,系统采用两节锂电池进行供电。在软件方面,本系统修改并移植了Bootloader,裁剪并移植了Linux内核,制作并移植了yaffs2文件系统,开发了SPI驱动,编写了Qt应用程序,完成了系统硬件到软件的搭建。与市场上类似的设备相比,本系统具有如下特点:第一,本系统搭建了一套完整的人机交互系统;第二,用户可根据自身情况设置眨眼眼电阈值,使打字更精确;第三,系统操作简单,仅通过眨眼便能控制本系统,并且无需长时间训练便可熟练进行打字;第四,本系统体积小,采用锂电池供电,方便随身携带。为了测试本系统的整体性能,6名被试对系统进行了不同环境的打字测试,测试结果表明系统能准确识别被试眨眼动作,并将眨眼动作作为命令控制人机交互界面进行字符输入,平均准确率达到99.3%。测试表明该系统能作为一个很好的残疾人辅助工具来帮助其与外界进行交流。
【关键词】：眼电 人机交互 嵌入式系统 图形化用户界面
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;R744.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-15
• 1.1 课题背景及其研究意义10-11
• 1.2 眼电技术的现状及国内外发展11-13
• 1.3 研究内容及方案13-14
• 1.4 论文主要内容14-15
• 第二章 系统硬件设计15-21
• 2.1 系统硬件总体架构15-16
• 2.2 数据采集模块16-18
• 2.2.1 ADS1299介绍16-17
• 2.2.2 电路设计17-18
• 2.3 系统控制模块18-19
• 2.3.1 S3C6410介绍18
• 2.3.2 控制模块的选择18-19
• 2.4 电源模块19-21
• 第三章 嵌入式系统平台的搭建21-33
• 3.1 软件开发平台的搭建21-22
• 3.2 嵌入式系统的开发和移植22-33
• 3.2.1 BootLoader开发和移植23-24
• 3.2.2 Linux内核的裁剪与移植24-27
• 3.2.3 文件系统的制作与移植27-30
• 3.2.4 Qt库的移植30-33
• 第四章 系统软件开发33-49
• 4.1 设备驱动的开发33-40
• 4.1.1 驱动程序的作用33
• 4.1.2 Linux设备驱动的分类33-34
• 4.1.3 SPI驱动的开发34-40
• 4.2 QT应用程序的开发40-49
• 4.2.1 总体方案和流程40-45
• 4.2.2 算法设计45-49
• 第五章 系统测试49-56
• 5.1 硬件性能测试49-52
• 5.2 软件性能测试52-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 总结56-57
• 6.2 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

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