一種基于腦電α波的人機(jī)交互控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、人機(jī)交互是指人和機(jī)器設(shè)備之間進(jìn)行的信息傳遞與交流活動，人機(jī)交互領(lǐng)域的主要研究工作為如何使得人和機(jī)器設(shè)備之間具備方便快捷的交流方式。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人機(jī)交互技術(shù)的研究越來越受到人們的重視。許多新型的設(shè)計思想不斷地被提出和實(shí)現(xiàn)，其中，不依賴人體四肢等常規(guī)方式對外界設(shè)備進(jìn)行控制的腦機(jī)接口技術(shù)對未來社會生活和生產(chǎn)活動具有重要的研究意義，相關(guān)應(yīng)用前景十分廣闊。
　　 本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于腦電α波節(jié)律阻斷現(xiàn)象控制外部設(shè)備的人機(jī)交互控制系

2、統(tǒng)。在本文所涉及的課題研究中主要有以下工作：
　　 （1）參與腦電信號硬件采集平臺設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用精密電極傳導(dǎo)特定導(dǎo)聯(lián)處的腦電信號，經(jīng)過腦電預(yù)處理電路去噪聲和放大處理后由采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。針對頭皮表面腦電信號非常微弱、背景噪音很強(qiáng)的特點(diǎn)，在腦電信號預(yù)處理電路的設(shè)計工作中采用多級放大處理的設(shè)計思路，實(shí)現(xiàn)了對α波信號的有效提取。
　　 （2）設(shè)計并編寫系統(tǒng)軟件。軟件中運(yùn)用在線處理的方法對腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過抑制信號基

3、線漂移、數(shù)據(jù)能量歸一化、基于滑動窗的迭代逐點(diǎn)頻率檢測等操作實(shí)現(xiàn)α波特征提取，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)控制命令控制外部設(shè)備。
　　 （3）基于所設(shè)計人機(jī)交互平臺進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及分析。選取多位不同的受試者進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)測試，獲得了大量腦電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本，并初步建立起腦電數(shù)據(jù)樣本庫。對所采集數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行了認(rèn)真的比對分析，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計方案并依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果反饋調(diào)整系統(tǒng)中部分參數(shù)。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)具有較高的α波檢測準(zhǔn)確率，受試者基本可以實(shí)現(xiàn)