基于運動想象腦電信號的機(jī)械臂控制系統(tǒng)研究.pdf

1、腦機(jī)接口是神經(jīng)科學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合的應(yīng)用，能適應(yīng)某些特殊環(huán)境下的控制需求，尤其是在傳統(tǒng)的控制方式無法滿足現(xiàn)實需要的條件下，腦機(jī)接口有著獨特的優(yōu)勢，存在著廣泛的應(yīng)用前景。本文主要研究了基于腦電信號設(shè)計的腦機(jī)接口，重點在于提取腦電信號中與大腦運動想象相關(guān)的模式，并對大腦不同活動狀態(tài)下的模式特征進(jìn)行識別、挖掘和理解，最后與機(jī)械臂控制平臺進(jìn)行了結(jié)合。
　　本文對基于腦電信號的腦機(jī)接口的基礎(chǔ)理論框架進(jìn)行了介紹，包括腦電信號的產(chǎn)生的機(jī)理、腦電信

2、號的采集過程、運動想象腦電信號所表現(xiàn)出來的獨特的ERS/ERD特征模式和腦電信號的預(yù)處理過程。針對包含大量的干擾且整體雜亂的腦電信號設(shè)計了一套濾波算法來提取特定頻段的特異性腦電信號，又利用了基于小波變換的去噪算法對腦電信號進(jìn)行平滑處理。對于腦電信號的特征提取，介紹了共空間模式算法，并在此基礎(chǔ)上，將只適用于二分類任務(wù)的共空間模式算法通過“一對多”的思想推廣到了腦電信號的多分類任務(wù)。同時考慮到序列腦電信號的非平穩(wěn)性和隨機(jī)性，設(shè)計了可自主調(diào)整

3、參數(shù)的自適應(yīng)共空間模式算法。
　　在腦電信號的特征分類問題研究方面，針對采集腦電信號的二分類問題，分析了經(jīng)典的線性判別式分析，同時考慮到不同類人群的腦電信號會存在差異的實際情況，對線性判別式算法做了改進(jìn)，提出了具有自適應(yīng)功能的線性判別式算法；在腦電信號的多分類問題上，針對高維且線性不可分的腦電信號分類問題，結(jié)合適用于腦電信號多分類任務(wù)的共空間模式算法，首次引入稀疏神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對腦電信號進(jìn)行二次特征提取并進(jìn)行多分類任務(wù)，稀疏特征使得原