脑电信号控制智能轮椅的研究
发布时间：2022-01-13 16:39
脑电信号（Electroencephalogram,EEG）是脑神经细胞群电生理活动的综合反映,其中蕴涵着丰富的生理、心理信息。人体在动作或者进行思维任务时,脑电信号都会产生相应的变化。通过脑电信号分析,解读出操作者的意愿,获得相应的控制信息,进而控制外部对象的人机接口技术,已经成为生物医学工程领域的研究热点。本文研究了脑电信号的采集、预处理、特征提取、以及基于脑电信号的模式识别等方法,并设计了相应的脑电信号控制轮椅的方案。论文阶段所做的主要工作及创新点如下:（1）在脑电信号预处理方面,提出了一种改进阈值的平移不变量小波消噪算法。首先在重复循环平移原始信号消除不连续点相互干扰的基础上,分别进行小波分解;其次使用改进的阈值量化算法,通过处理小波系数模的幂次和阈值的幂次来估计小波系数,并重构信号;最后通过重构信号的相反平移求出各次处理的平均值,得到消噪后的信号。通过频谱分析发现消噪后的脑电信号有效保留脑电信号4种基本节律δ波、θ波、α波和β波,同时消除了高频的噪声干扰。此外,与传统的阈值消噪法相比,该方法提高了信噪比,降低了均方误差。（2）提出了一种分步进行的模式识别方法,首先提取运动想象...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脑电信号节律波形
图 2.3 电极安放以及标识图表 2.1 10/20 国际标准导联部位、代码、编号代号 Fp1、Fp2 F3、F4、F5 C3、C4、Cz P3、P4、Pz O1、O2 F7、F8 T3、T4 T5、T6 A1、A2 微弱的生理电信号，是从实验者佩戴的电极果也不尽相同。本论文使用美国 Neuro 公司，所有电极放置位置均按照国际 10/20 系统把采集到的头皮脑电信号通过放大器，接着
研究中具备的脑电采集系统，包括硬件系统和软件系统：）硬件系统：Agcl 电极帽（及导电膏）、40 导 DC 放大器（NuAmps）和 电极帽是 Neuro 公司 40 导专业电极帽，该导电帽设计与成年人的头型相符效的采集头皮脑电信号；NuAmps 集合了放大器与 A/D 转换器的功能，采250，500，1000Hz，可进行 22 位 A/D 数据转换；台式机的电源可能对实验 机选用笔记本电脑，断开笔记本电脑的电源，使用内置电池。）软件系统：Scan4.3。Scan4.3 可提供完整的数据采集方案，包括导联的选择等，此外它还有滤波，伪迹矫正（多种方法），主成分和独立成分分析于改进阈值的平移不变量小波脑电消噪信号的特性，使其在采集过程中不可避免地受到体内和体外干扰源的污染采集系统自身干扰（如采集电极与头皮的接触阻抗的改变）、工频干扰和环体内干扰包括：眼动干扰、呼吸干扰、心跳干扰、肌肉运动干扰等。因此脑电信号进行适当的预处理，提高信噪比，是十分必要的。然而，脑电信
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量特征的脑电信号特征提取与分类[J]. 黄思娟,吴效明. 传感技术学报. 2010(06)
[2]应用模糊最优小波包和LS-SVM的模拟电路诊断[J]. 王佩丽,彭敏放,杨易旻,吴俊丽,何怡刚. 仪器仪表学报. 2010(06)
[3]脑电波实时控制电动轮椅[J]. 白雪. 机器人技术与应用. 2010(02)
[4]基于HHT和SVM的运动想象脑电识别[J]. 袁玲,杨帮华,马世伟. 仪器仪表学报. 2010(03)
[5]共空域模式方法在多类别分类中的应用[J]. 刘广权,黄淦,朱向阳. 中国生物医学工程学报. 2009(06)
[6]共同空间模式在少通道分类问题中的应用[J]. 黄淦,刘广权,朱向阳. 中国生物医学工程学报. 2009(06)
[7]基于改进CSP算法的运动想象脑电信号识别方法[J]. 李明爱,刘净瑜,郝冬梅. 中国生物医学工程学报. 2009(02)
[8]支持向量机后验概率方法在多任务脑机接口中的应用[J]. 杨平,刘铁军,尧德中. 中国生物医学工程学报. 2009(02)
[9]智能轮椅的研究现状与趋势[J]. 原魁. 中国医疗器械信息. 2009(01)
[10]基于小波包变换和聚类分析的脑电信号识别方法[J]. 徐宝国,宋爱国. 仪器仪表学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于运动想象的脑电信号分类与脑机接口技术研究[D]. 王磊.河北工业大学 2009
[2]基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D]. 赵丽.天津大学 2004
硕士论文
[1]脑电信号中伪迹去除的综合研究[D]. 王兵.浙江大学 2010
[2]基于脑电信号的假手控制方法研究[D]. 李亚飞.杭州电子科技大学 2009
[3]运动想象脑电信号的识别方法及应用[D]. 刘净瑜.北京工业大学 2009
[4]运动想象脑电信号的分析与处理方法研究[D]. 易振华.北京交通大学 2008
[5]智能轮椅的BCI人—机接口技术研究[D]. 赵翔.天津大学 2007
[6]基于脑电Alpha波的脑-机接口系统设计[D]. 高扬.天津大学 2004
本文编号：3586790
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脑电信号节律波形
图 2.3 电极安放以及标识图表 2.1 10/20 国际标准导联部位、代码、编号代号 Fp1、Fp2 F3、F4、F5 C3、C4、Cz P3、P4、Pz O1、O2 F7、F8 T3、T4 T5、T6 A1、A2 微弱的生理电信号，是从实验者佩戴的电极果也不尽相同。本论文使用美国 Neuro 公司，所有电极放置位置均按照国际 10/20 系统把采集到的头皮脑电信号通过放大器，接着
研究中具备的脑电采集系统，包括硬件系统和软件系统：）硬件系统：Agcl 电极帽（及导电膏）、40 导 DC 放大器（NuAmps）和 电极帽是 Neuro 公司 40 导专业电极帽，该导电帽设计与成年人的头型相符效的采集头皮脑电信号；NuAmps 集合了放大器与 A/D 转换器的功能，采250，500，1000Hz，可进行 22 位 A/D 数据转换；台式机的电源可能对实验 机选用笔记本电脑，断开笔记本电脑的电源，使用内置电池。）软件系统：Scan4.3。Scan4.3 可提供完整的数据采集方案，包括导联的选择等，此外它还有滤波，伪迹矫正（多种方法），主成分和独立成分分析于改进阈值的平移不变量小波脑电消噪信号的特性，使其在采集过程中不可避免地受到体内和体外干扰源的污染采集系统自身干扰（如采集电极与头皮的接触阻抗的改变）、工频干扰和环体内干扰包括：眼动干扰、呼吸干扰、心跳干扰、肌肉运动干扰等。因此脑电信号进行适当的预处理，提高信噪比，是十分必要的。然而，脑电信
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能量特征的脑电信号特征提取与分类[J]. 黄思娟,吴效明. 传感技术学报. 2010(06)
[2]应用模糊最优小波包和LS-SVM的模拟电路诊断[J]. 王佩丽,彭敏放,杨易旻,吴俊丽,何怡刚. 仪器仪表学报. 2010(06)
[3]脑电波实时控制电动轮椅[J]. 白雪. 机器人技术与应用. 2010(02)
[4]基于HHT和SVM的运动想象脑电识别[J]. 袁玲,杨帮华,马世伟. 仪器仪表学报. 2010(03)
[5]共空域模式方法在多类别分类中的应用[J]. 刘广权,黄淦,朱向阳. 中国生物医学工程学报. 2009(06)
[6]共同空间模式在少通道分类问题中的应用[J]. 黄淦,刘广权,朱向阳. 中国生物医学工程学报. 2009(06)
[7]基于改进CSP算法的运动想象脑电信号识别方法[J]. 李明爱,刘净瑜,郝冬梅. 中国生物医学工程学报. 2009(02)
[8]支持向量机后验概率方法在多任务脑机接口中的应用[J]. 杨平,刘铁军,尧德中. 中国生物医学工程学报. 2009(02)
[9]智能轮椅的研究现状与趋势[J]. 原魁. 中国医疗器械信息. 2009(01)
[10]基于小波包变换和聚类分析的脑电信号识别方法[J]. 徐宝国,宋爱国. 仪器仪表学报. 2009(01)
博士论文
[1]基于运动想象的脑电信号分类与脑机接口技术研究[D]. 王磊.河北工业大学 2009
[2]基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D]. 赵丽.天津大学 2004
硕士论文
[1]脑电信号中伪迹去除的综合研究[D]. 王兵.浙江大学 2010
[2]基于脑电信号的假手控制方法研究[D]. 李亚飞.杭州电子科技大学 2009
[3]运动想象脑电信号的识别方法及应用[D]. 刘净瑜.北京工业大学 2009
[4]运动想象脑电信号的分析与处理方法研究[D]. 易振华.北京交通大学 2008
[5]智能轮椅的BCI人—机接口技术研究[D]. 赵翔.天津大学 2007
[6]基于脑电Alpha波的脑-机接口系统设计[D]. 高扬.天津大学 2004
本文编号：3586790
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