[发明专利]一种操控者精神状态的脑电解析及其操控补偿方法

说明书

本发明公开了一种操控者精神状态的脑电解析及其操控补偿方法。针对操控者在完成系统操控过程中，个人的精神状态极易对系统的控制性能造成严重影响的问题，在控制系统中引入操控者精神状态的脑电解析模块、操控品质评估模块及操控精密补偿模块，即通过对操控者脑电信号的采集，并以此提取相应状态特征，实现对操控者的精神状态精确解析；进而，利用操控品质评估模块评估预测其精神状态变化对系统性能的影响，并以此根据评估结果动态调整操控系统的控制参数，以实现既保证控制任务安全可靠地执行，又能充分提高操控者的工作效能。

技术领域

本发明属于信息技术和人工智能综合技术领域，涉及一种操控者精神状态的脑电解析及其操控补偿方法。

背景技术

随着人工智能技术的不断发展，使得生产过程逐渐呈现摆脱对人类操控者本身依赖的趋势，生产效率和安全性得到了大幅提升。然而从技术可行性、经济性和安全性的角度出发，人类已经意识到以彻底取代人类操控者为目标的完全自动化的实现正变得越来越困难，人类操控者仍将继续长期存在于各种控制系统中。人类操控者在整个控制系统中拥有更高的权限并担负了更重的责任，尤其是在高安全性要求的自动控制系统中，操控者的精神状态会影响控制性能，甚至可能会引起严重的事故。

为了保证任务的安全可靠执行和避免事故的发生，通常将操控者设计为系统的一个可控环节，根据操控者的状态、系统运行状态以及当前任务要求动态调整操控者与自动控制系统之间任务的分配。操控者的状态评估是实现操控者与系统之间的动态分配与控制中必不可少的环节，根据操控者主观评估、工作性能或测量脑电、心电、肌电和眼电等生理信号来定量评估操控者的状态，评估操控者在系统中参与工作的程度、工作负荷和疲劳程度等状态参数。目前，脑电信号现已成为最广泛的评估中枢神经系统变化的指标之一，引入操控者的脑电信号为操控者的状态监测评估提供了有效的依据。现有针对操控者的研究主要集中在如何提高操控者长时工作能力，而针对操控者本身因受到环境刺激和个人心理状态变化而引起的个人精神状态变化对系统性能的影响研究较少。而操控者的精神状态变化会直接影响其决策指令的正确性和可靠性，从而直接影响系统的控制性能；因此针对操控者精神状态变化而研究相应的补偿控制方法对保证控制任务的可靠执行和避免事故的发生是必不可少的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种操控者精神状态的脑电解析及其操控补偿方法，该方法利用操控者的脑电信号实时解析操控者的精神状态，同时根据操控者精神状态的变化调整控制系统的控制参数，使系统适应操控者的状态变化，充分提高操控者的工作效能，保证控制任务安全可靠地执行，提高控制系统中操控者的工作效能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种操控者精神状态的脑电解析及其操控补偿方法，包括以下步骤：

步骤1：按照操控者需求设定脑电采集模块的脑电电极的布置位置，为操控者佩戴脑电采集模块，脑电采集模块实时采集操控者在工作中的脑电信号，并将采集的脑电信号无线传输至脑电信号解析模块；

步骤2：脑电信号解析模块将脑电信号进行解析，计算操控者各类精神状态的唤醒程度；

步骤3：将各类精神状态的唤醒程度的集合D作为操控品质评估模块的输入，通过评估模块的评估能够获取相应唤醒程度的精神状态下对控制系统的操控品质评分E；

E＝g(D)

其中，E为操控品质评估模块预测与评估的操控品质评分，g(D)为根据其精神状态进行操控品质的预测与评估函数；

步骤4：将操控品质评分E作为精密补偿模块的输入，根据评估的操控品质评分E值的大小，操控系统对操控者的决策与指令进行调整和补偿，其补偿控制指令为k_c。

本发明进一步的改进在于：