[发明专利]一种轮椅脑波控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种轮椅脑波控制装置，包括刺激源、脑电信号获取装置、计算机、数据处理器和轮椅控制电路。本发明还公开了一种轮椅脑波控制方法，包括以下步骤：步骤一、脑波信号获取及上传；步骤二、脑波频率值计算；步骤三、控制信息判定；步骤四、控制信息输出；步骤五、控制信息执行；步骤六、对下一个脑波频率值进行分析与处理。本发明采用彩色闪光视觉刺激器，提高脑波信号诱发的识辨率，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，避免了刺激源的单一性，以黄金分割法划分采样周期，确保脑波诱发的有效性，采用消失矩阵阶数为4的DB4小波函数对脑波信号进行小波包分解，抑制了干扰信息提高了脑波控制的正确性，方便了特定残障人群。

技术领域

本发明属于脑波控制技术领域，具体涉及一种轮椅脑波控制装置及控制方法。

背景技术

脑波是生命活动的基本特征之一。人类在进行思维活动时在大脑产生的生物电信号就是脑波，主要是由皮层内大量神经元突触后电位同步总和所形成的，是许多神经元共同活动的结果。我们的大脑无时无刻不在产生脑波。

大脑的可塑性就是神经之间可以产生新的连接，丢掉旧的连接。简单来讲，人们之所以可以把事物联系起来，是因为当神经同时活动时，它们就会联系在一起，反之亦然。当人根据设备要求产生特定的脑波时，就会不自觉的强化有益的大脑状态相关的神经群之间的联系。然而现有的用于脑发诱发的视觉刺激器大都采用黑白闪烁板块诱发，诱发频段单一，而且黑白闪烁板块中黑块和白块的闪烁时长相等，不仅容易引起使用者的视觉疲劳，长时间使用还会造成使用者视力损伤，降低了脑波诱发的灵敏性。

随着脑波技术的兴起，脑波采集技术也得到飞速发展。通过放置在头部的传感器来测量脑波信号，并根据脑波信号对外部设备进行控制。通过脑波信号来控制设备一直是人们追求的目标。脑机接口技术在国内还是处于起步阶段，所以相关的研究还有待发展。目前的脑波信号处理大多采用傅里叶变换进行脑波分析，傅里叶变换只提取了脑波信号的频域信息，丢失了脑波信号的时域信息，脑波控制的时效性有待提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种轮椅脑波控制装置，其结构简单、设计合理，采用彩色闪光视觉刺激器，提高脑波信号诱发的识辨率，彩色闪光视觉刺激器中的每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，避免了刺激源的单一性，并将黄金分割法引入脑波诱发科学领域，确保脑波诱发的有效性，采用DB4小波函数对脑波信号进行小波包分解，DB4小波函数的消失矩阵阶数为4，很好的抑制了干扰信息，突出脑波信号的特征值，提高了脑波控制的正确性，方便了特定残障人群。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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、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、与脑电信号获取装置进行通信的计算机和与计算机进行通信的数据处理器，所述数据处理器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以及由所述数据处理器进行控制的显示器，所述轮椅控制电路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包括四个彩色闪光块，所述脑电信号获取装置包括脑电传感器，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。