[发明专利]基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法

权利要求书

1.基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法，包括基于脑机接口技术的智能车辆控制方法、基于激光雷达的智能车辆避障方法、基于控制与避障的决策融合方法；

其中基于脑机接口技术的智能车辆控制方法主要包括脑电信号采集、放大、预处理、特征提取与特征分类以及控制实现；具体包括建立脑机接口系统的仿真模型，该模型由4个部分组成，数据获取、预处理、特征提取、特征分类，脑电信号的处理将在仿真模型里完成；其中特征提取可由多种不同的算法实现；当脑电信号的特征提取完成之后，需要用不同的识别算法将其分辨识别，最终转化成为不同的控制命令；

基于激光雷达的智能车辆避障方法的原则是保证智能车辆的安全移动，必须能及时准确地发现障碍物并做出正确的躲避或停车动作，主要采用角度势场法；具体包括：建立以车头激光雷达发射点为原点的车体极坐标系；由视场范围内某个角度上的障碍物产生阻力场，采用余弦函数定义目标点在各角度上产生的引力；对于视场中某一角度，定义通行函数为阻力的倒数与引力数值之乘积；通过通行函数的最终数值，进行决策并输出控制命令；

基于控制与避障的决策融合方法综合考虑脑机接口的意图以及智能车辆当前的运行状态，给出油门、刹车或转向等控制命令。

2.如权利要求1所述的基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法，其特征在于，脑机接口为EmotivSystem公司研制的采用14个湿态电极传感器的脑机接口设备，脑电数据从国际标准的10-20导联系统的F3、F4、FC5、FC6，4个通道。

3.如权利要求1所述的基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法，其特征在于，所述脑电信号采集、放大均在脑机接口设备中完成，预处理、特征提取与特征分类在基于Maltlab/Simulink建立脑机接口系统的仿真模型中完成，控制实现为将运动想象分类完成的控制指令通过无线串口通讯发送给智能车辆，通过控制智能车辆的油门、刹车、转向来实现实时控制；运动想象任务包括：左手、右手、右腿、静息，控制指令包括：左转、右转、启动、停止。

4.如权利要求1所述的基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法，其特征在于，所述激光雷达为LUX4线激光雷达，具有240度的宽视角，0.3m至200m的探测距离，可集成到任何车体和观察到任何角度。

5.如权利要求1所述的基于脑机接口技术与激光雷达的智能车辆避障导航方法，其特征在于，所述角度势场法将当前视场极坐标系的二维障碍物信息转换到一维的角度域内，综合评估视场内的障碍物在角度域内产生的阻力效应，以及目标点在角度域内产生的引力效应，计算得出当前目标角度及通行函数，确定智能车辆驾驶角和速度的控制输出，做到兼顾智能车辆的安全与向目标点的行进。