[发明专利]一种基于脑电与肌电信息的多模式智能控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于脑电与肌电信息的多模式智能控制系统及方法，所述系统包括：脑电诱发器、脑电信号采集与处理模块、肌电信号采集与处理模块和信息通讯模块；所述脑电诱发器用于对人脑中多种脑电信号进行诱发，接收脑电信号采集与处理模块发送的控制指令，执行控制功能外切换过程和内切换过程，触发和切换控制功能并进行显示；所述脑电信号采集与处理模块用于对脑电信号进行采集和分析处理，将提取到的脑电特征信息进行编码以生成相应的控制指令，并发送给脑电诱发器；所述肌电信号采集与处理模块用于执行控制功能释放模式切换，对由特定指控动作产生的肌电信号进行采集和分析处理，生成相应的动作控制指令，通过脑电诱发器发送给被控对象。

技术领域

本发明涉及脑机接口技术领域，具体涉及一种基于脑电(Electroencephalogram,简称EEG)与肌电(electromyography，简称EMG)信息的多模式智能控制系统及方法。

背景技术

随着脑科学的研究、神经系统的认知、计算机技术和传感器技术的不断发展，大大地促进了脑机接口技术的进步，脑机接口技术是一个非肌肉通信系统，它可以使得人大脑意图和环境之间进行直接的信息交流，那么就可以应用该技术来改善人机交互模式，开辟一条更加直接有效的人机通讯专线，以一种全新的智能控制方式来提升人机协作模式。该项技术可应用于特种作业环境下的控制，医疗行业的残疾人康复训练设备控制，智能家居的控制，以及娱乐对象的控制等。

在文献[1](中国专利，CN201710229265.2：一种脑电-肌电信号融合装置及融合方法)中，针对人的某一指控意图进行脑电与肌电信息的双重识别，所用分类识别方法为SVM，信息融合方法为D-S证据理论；针对上述方法进行了相应的可穿戴设备硬件设计。文献[2](徐斌，《基于脑电与肌电信号融合多自由度手部动作识别研究》，杭州电子科技大学硕士论文2012年1月)针对腕内旋、腕外旋、伸腕、屈腕、展拳和握拳6种动作进行肌电信息和脑电信息的双重识别，所用分类识别方法为SVM，信息融合方法为D-S证据理论。上述方法都没有将脑电与肌电信息融合起来，没有充分利用两者组合的信息。

目前应用脑电信号和肌电信号进行控制应用的技术还不十分成熟，目前仅依靠脑电进行控制的案例是利用植入式脑电采集方式采集运动想象的脑电特征控制机械臂抓取杯子，该运动想象特征与本案例应用的稳态诱发电位特征原理不一样，且运动想象过程需要锻炼培训才可以实现很好的控制，实现起来过程复杂且精度不高。仅依靠肌肉信息特征的控制案例是gForce手环，控制精度不高，经常出现指控动作的特征混淆。即目前可应用的、可靠性与准确度高的、容易识别提取的脑电与肌电信号种类不多。

发明内容

本发明的目的在于克服目前智能控制系统存在的上述缺陷，首次提出的组合脑电与肌电两种信息的控制方式；可完成由脑电与肌电信号到最后控制指令发出的映射过程，整个控制过程无需任何按钮操作，提高了操作过程的神秘体验感。

为了实现上述目的，本发明提出了基于脑电与肌电信息的多模式智能控制系统，所述系统包括：脑电诱发器、脑电信号采集与处理模块、肌电信号采集与处理模块和信息通讯模块；

所述脑电诱发器，用于对人脑中多种脑电信号进行诱发，接收脑电信号采集与处理模块发送的控制指令，执行控制功能外切换过程和内切换过程，触发和切换控制功能并进行显示；

所述脑电信号采集与处理模块，用于对脑电诱发器诱发产生的脑电信号进行采集和分析处理，将提取到的脑电特征信息进行编码以生成相应的控制指令，并发送给脑电诱发器；

所述肌电信号采集与处理模块，用于进行控制功能释放模式切换，对由特定指控动作产生的肌电信号进行采集和分析处理，并将提取到的肌电特征信息进行编码以生成相应的动作控制指令，通过脑电诱发器动作控制指令发送给被控对象；

所述信息通讯模块，实现脑电诱发器、脑电信号采集与处理模块、肌电信号采集与处理模块及被控对象之间的信息通讯。