智能輪椅中腦-機接口技術(shù)的研究及FPGA實現(xiàn).pdf

1、隨著人類社會文明的發(fā)展,社會各界人士越來越關(guān)注關(guān)于保障殘疾人和老年人等弱勢群體的生活質(zhì)量的工作。作為一種輔助代步工具,智能輪椅早已經(jīng)走進了我們的生活,然而現(xiàn)有的智能輪椅越來越滿足不了缺乏生活自理能力的殘疾人和老年人的需求,因此我們需要研究一種操作更方便、使用更安全的新型智能輪椅。
　　腦-機接口(Brain-Computer Interface, BCI)技術(shù)是一種利用腦電圖(Electroencephalograph,EEG)信

2、號,取代常規(guī)的外周神經(jīng)和肌肉,與外界裝置實現(xiàn)通信和控制的技術(shù)。這些年,BCI技術(shù)在國內(nèi)外的軍事、醫(yī)療、工業(yè)、康復(fù)等控制領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。尤其是在康復(fù)領(lǐng)域,利用BCI技術(shù)可以幫助許許多多中樞神經(jīng)系統(tǒng)遭到重度損害而腦神經(jīng)功能健康的患者恢復(fù)交流和生活自理的能力。
　　本文設(shè)計了一種受試者僅需少量訓練就可以方便快捷地控制的BCI智能輪椅控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)腦神經(jīng)功能正常的人在進行左手和右手運動想象時,大腦對應(yīng)區(qū)域的EEG節(jié)律增高

3、而波幅降低;以及在短時間閉目后腦電中的α波振幅均可顯著增強這些特征,采集了 C3、C4兩個電極的腦電信號,將檢測到的信號進行前置放大隔離,然后經(jīng)過一系列的數(shù)字信號處理、模式識別和分類,最后控制電動輪椅進行相應(yīng)的動作。
　　本系統(tǒng)通過德州儀器(TI)公司的ADS1198為核心的模擬前端電路實現(xiàn)腦電信號的采集、放大、隔離等預(yù)處理操作,利用Altera公司的FPGA芯片Cyclone II EP2C70F896C6以及PC機強大的數(shù)據(jù)處