[发明专利]基于SSMVEP-ERP-OSR混合脑机接口驱动的轮椅控制方法

权利要求书

1.基于SSMVEP-ERP-OSR混合脑机接口驱动的轮椅控制方法，其特征在于，包括：

数据采集：通过电极帽采集受试者头皮脑电信号，所述头皮脑电信号由受试者盯视刺激目标时产生，所述刺激目标为计算机屏幕播放的SSMVEP-ERP-OSR混合范式；

脑电信号预处理：将采集的脑电信号放大，去除时间序列中的直流成分以及1～45Hz的带通滤波；

通过离线实验，生成基础目标分类器和最优测量电极位置来得到最优通道的基础目标分类器；

生成基础目标分类器：在训练样本采集阶段，通过交叉验证算法Leave-One-OutCross-Validation生成基础目标分类器；

所述交叉验证算法Leave-One-Out Cross-Validation生成基础目标分类器的步骤为：

la.在训练样本采集阶段，受试者根据屏幕提示依次盯视刺激目标，得到盯视不同刺激目标时的EEG数据，假设有M个盯视目标，每个盯视目标采集了N组数据；将原始脑电信号数据经过滤波预处理，将数据按照不同盯视目标按类进行存储，则有M类数据，每类数据包含N组；

lb.从每类数据随机取一组数据作为测试数据，其余N-1组数据作为训练数据；

lc.将训练数据经过N-1次叠加平均得到每个目标的波形模板Template，M个目标的波形模板Template构成分类器；

ld.将M个目标的测试数据分别与分类器中的波形模板Template做典型相关分析，若某个目标的测试数据与分类器中某个波形模板Template的相关性最大，则认为该目标的测试数据与该个波形模板Template对应同一刺激目标；

le.将M个目标的测试数据进行分类，若M个目标的测试数据均正确分类，即分类正确率为1，则将此时分类器中的波形模板Template输入最终模板TEMPLATE中，否则摒弃掉该分类器中的波形模板Template；

返回步骤lb，重新从每类数据随机取一组数据作为测试数据，重复上述步骤lb-le，将上述过程迭代100次，将最终模板TEMPLATE中的波形模板Template通过叠加平均，即可生成比较成熟的基础目标分类器，基础目标分类器中存储着所有目标的波形模板；

最优测量电极位置选择：在训练样本采集阶段，采用最优记录电极位置选择算法来自动寻取最优测量电极位置，步骤包括：

a.布置多个电极，进行离线实验，记录EEG信号；

b.每次选择一个通道计算离线正确率，选择使正确率最高的通道作为固定通道C1；

c.将已固定通道与其他通道依次组合，若正确率未升高，则选择使正确率最高的C2，此时最优通道为[C1，C2]，若正确率持续升高，则选择使正确率最高的通道为C2，将C1与C2组合进行后续探索；

d.重复上述步骤c继续探索，若正确率无法继续升高，此时已固定通道即为最优通道；

在线测试：采集最优通道上获取的受试者盯视刺激目标所产生的脑电信号，对采集的脑电信号进行去趋势向和滤波预处理，进行基于EMD和CCA的SSMVEP频域特征提取识别，判断受试者盯视目标所在列，将最优通道上的脑电信号与刺激频率对应目标的复杂模板进行典型相关分析，最终判定受试者盯视目标；

所述复杂模板为最优通道的基础目标分类器内的波形模板；

轮椅控制：将在先测试得到的识别结果转化为目标控制指令并实施对轮椅的控制。

2.根据权利要求1所述的基于SSMVEP-ERP-OSR混合脑机接口驱动的轮椅控制方法，其特征在于，用于检测的电极包括O1、O2、OZ、PO4、PO8、PO3、PO7、P3、CZ、FZ、FCZ、POZ、PZ、P4、CPZ，参考电极位于左侧耳垂，地电极为Fpz。

3.根据权利要求1所述的基于SSMVEP-ERP-OSR混合脑机接口驱动的轮椅控制方法，其特征在于，所述屏幕播放的SSMVEP-ERP-OSR混合范式包括三行三列牛顿环，每个牛顿环的直径为4.8deg，第一列和第三列牛顿环距屏幕中心的距离均为视角的9.6deg，第一行和第三行牛顿环距屏幕中心的距离均为视角的6.4deg。