10136.實時腦機接口關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)實現(xiàn)

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonCriticalTechniquesoftheRealtimeBrainComputerInterfaceandSystemImplementationByChaoQiaoSupervisor：ProfPengLuControlEngineeringSchoolofElectricalEngineeringMa

2、y2014摘要腦機接121(BrainComputerInterface，BCI)技術(shù)是利用特定的裝置對大腦進行不同思維活動時產(chǎn)生的腦電信號進行采集，通過信號處理手段提取其中攜帶的意識信息，并將意識信息轉(zhuǎn)換為控制指令，實現(xiàn)人腦與外界環(huán)境的直接交流與控制，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文圍繞實時BCI系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，以實現(xiàn)腦電信號實時控制智能小車的前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)為目的，以左、右手和左、右腳的四類運動想象為切入點，重點解決與BCI相關(guān)的

3、系統(tǒng)平臺接口設(shè)計、數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵工程技術(shù)問題，建立基于四分類運動想象的實時腦機接口系統(tǒng)。主要完成工作包括：1)設(shè)計運動想象實驗范式，為了避免長時間實驗給受試者帶來情緒上的問題，造成信號質(zhì)量的下降，將單次實驗縮短到五秒，包括三秒想象時間和兩秒狀態(tài)調(diào)整時間；在電極導(dǎo)聯(lián)的選擇上，為解決不同受試者電極位置的差異，選用與運動功能區(qū)相關(guān)的21個通道的電極，增加系統(tǒng)的通用性，同時也不會因數(shù)據(jù)量過大而增加數(shù)據(jù)處理的困難。2)利用多線程技術(shù)設(shè)計實時信號處

4、理系統(tǒng)平臺，避免因處理任務(wù)量過多而出現(xiàn)資源競爭的問題，提高了系統(tǒng)的實時性；采集系統(tǒng)與信號處理平臺之間采用基于TCP／IP協(xié)議的Socket通信來實時傳輸數(shù)據(jù)，能夠提高系統(tǒng)的擴展性；信號處理系統(tǒng)內(nèi)部模塊間采用共享內(nèi)存的方式傳遞數(shù)據(jù)，提高處理效率。3)為了完成不同的功能需求，使BCI系統(tǒng)工作在三種模式下：交互訓(xùn)練模式完成分類器模型的優(yōu)化訓(xùn)練；離線分析模式完成信號處理算法的離線分析與性能驗證；實時控制模式完成腦電信號對外部裝置的實時控制。’，