[发明专利]一种运动想象模式脑机接口触发的下肢外骨骼训练方法及系统

摘要

本发明公开了一种运动想象模式脑机接口触发的下肢外骨骼训练方法及系统，包括根据预设的运动想象任务测量使用者的脑电样本信号；信号预处理，去除信号噪声；用共同空间模式对信号进行变换，提取和选择特征；利用变换后的信号建立使用者的脑电信号分类器模板；使用者欲运动时，将使用者实时的运动想象脑电信号经过步骤S2的预处理和步骤S3的公共空间模式变换后，输入步骤S4得到的脑电信号分类器模板，决策使用者的运动想象脑电信号的类别，输出分类结果给下肢外骨骼控制器，控制运动动作。本发明解决了现有控制方式的不自然、有局限性、设计复杂、使用不便等缺陷，让下肢外骨骼系统的适应能力更强，控制灵活性增强，扩大了受用群体。

主权项

一种运动想象模式脑机接口触发的下肢外骨骼训练方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据预设的运动想象任务测量使用者的脑电样本信号；S2：对步骤S1所采集到的脑电样本信号进行预处理，去除信号噪声；S3：用共同空间模式对信号进行变换，将不同大脑区域产生的脑电信号投影到相应的脑电图位置处，提取和选择特征；S4：利用变换后的信号建立使用者的脑电信号分类器模板；S5：使用者欲运动时，将使用者实时的运动想象脑电信号经过步骤S2的预处理和步骤S3的公共空间模式变换后，输入步骤S4得到的脑电信号分类器模板，决策使用者的运动想象脑电信号的类别，输出分类结果给下肢外骨骼控制器，控制下肢外骨骼执行相应运动动作；所述步骤S4采用线性判别分析方法，抽取分类信息的同时压缩特征空间的维数，投影后的模式样本在新的子空间中具有最大类间距离和最小类内距离，即模式样本投影后具有最佳的分离性g(x)＝wTx+ω0，其中w是权重向量，ω0是阈值；对于两分类问题，判别函数的定义如下：设类间离散度矩阵为：类内离散度矩阵为：其中为所有模式样本的均值，表示第i类样本均值；线性判别分析将脑电信号的分类问题转化为寻找低维空间，使得投影到该空间的类间距离与类内距离之间的比值最大；根据上述思想，设最优投影矩阵为Wopt，根据线性判别准则表达式的定义，求得：Wopt=argmax|WTSBW||WTSWW|.]]>