[发明专利]一种轮椅脑波控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：包括对使用者提供脑波诱发信号的色彩视觉刺激器(6)、用于对使用者大脑枕叶区的脑波信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置(1)、与脑电信号获取装置(1)进行通信的计算机(2)和与计算机(2)进行通信的数据处理器(3)，所述数据处理器(3)接有通过调整被控制轮椅的驱动电压对被控制轮椅进行前进、后退、左转或右转控制的轮椅控制电路(4)以及由所述数据处理器(3)进行控制的显示器(5)，所述轮椅控制电路(4)包括用于驱动所述被控制轮椅的驱动模块、为所述驱动模块提供驱动电压的驱动电源和与所述数据处理器(3)的输出端相接且用于选通驱动电压的模拟开关，所述色彩视觉刺激器(6)包括四个彩色闪光块，四个彩色闪光块分别以不同的频率闪烁，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，同一个彩色闪光块上的两个闪烁频率均对应同一个脑波诱发信号，所述脑电信号获取装置(1)包括脑电传感器，以及与所述脑电传感器相接的采集电极、参考电极和接地电极；

所述色彩视觉刺激器(6)的中间位置为使用者的注视焦点，所述彩色视觉刺激器(6)的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，所述第一彩色闪光块以频率A₁和频率A₂交叉闪烁，所述第二彩色闪光块以频率B₁和频率B₂交叉闪烁，所述第三彩色闪光块以频率D₁和频率D₂交叉闪烁，所述第四彩色闪光块以频率E₁和频率E₂交叉闪烁，频率A₁和频率A₂的闪烁时长比值、频率B₁和频率B₂的闪烁时长比值、频率D₁和频率D₂的闪烁时长比值以及频率E₁和频率E₂的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618；通过彩色视觉刺激器(6)对使用者的眼睛提供脑波诱发信号，然后通过脑电信号获取装置(1)采集使用者大脑枕叶区的脑波信号，所述脑电信号获取装置(1)在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机(2)，计算机(2)将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，所述采集时间t不大于10秒；计算机(2)根据接收到的脑波信号计算出脑波频率值C，并将脑波频率值C输送至数据处理器(3)，数据处理器(3)根据脑波频率值C所处的频率值区间，将脑波频率值C转换成控制信息，所述模拟开关根据接收到的不同的控制信息选通不同的驱动电压，所述驱动模块根据不同的驱动电压带动被控制轮椅进行不同的运动；

计算机(2)采用DB4小波函数对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解得到小波包能量谱，并选取小波包能量谱中的最大能量值作为所述脑波频率值C；

所述脑电传感器为芯片TGAM1，所述芯片TGAM1的EEG引脚与所述采集电极相接，所述芯片TGAM1的REF引脚与所述参考电极相接，芯片TGAM1的EEG_GND引脚与所述接地电极相接；芯片TGAM1的EEG引脚采集的是使用者大脑枕叶区的枕中线电位，芯片TGAM1的REF引脚采集的是使用者大脑额叶区的脑波电位；

所述驱动电源包括为数据处理器(3)供电的3.3V电压源、与数据处理器(3)相接的双向电平转换芯片74LVC4245A以及3.7V模拟电压源、2.4V模拟电压源和1.2V模拟电压源，所述模拟开关包括型号为CD4051的芯片U1和型号为CD4051的芯片U2，所述芯片U1的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚相接，所述芯片U1的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A1引脚相接，所述芯片U1的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A2引脚相接，所述芯片U2的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A3引脚相接，所述芯片U2的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A4引脚相接，所述芯片U2的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A5引脚相接，所述双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚、A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚和A5引脚分别与数据处理器(3)的PB0引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚、PB4引脚和PB5引脚相接，所述芯片U1的第12引脚与所述驱动模块的X接口相接，所述芯片U2的第12引脚与所述驱动模块的Y接口相接。