發(fā)布時(shí)間：2021-08-31 05:05

　　腦機(jī)接口技術(shù)因不依賴(lài)人體自身神經(jīng)和肌肉組織而是通過(guò)電子設(shè)備在大腦和外圍設(shè)備之間建立一條全新對(duì)外信息交流和控制通路的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域。為了改善和提高老年人和傷殘人士的生活質(zhì)量與行動(dòng)能力,智能輪椅控制系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為了焦點(diǎn)。而對(duì)于自理能力和行動(dòng)能力較差的人來(lái)說(shuō)現(xiàn)有的智能輪椅控制系統(tǒng)仍有許多方面需要改進(jìn)。因此,研究一種操作方便、運(yùn)動(dòng)靈活、安全性高的腦機(jī)接口智能輪椅控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。本文首先對(duì)腦機(jī)接口和當(dāng)前智能輪椅控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)分析,并結(jié)合用戶(hù)需求和產(chǎn)品工藝,制定出了基于腦機(jī)接口技術(shù)的智能輪椅控制系統(tǒng)總體方案和軟硬件方案。根據(jù)方案設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件和軟件,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試其功能。其中硬件部分主要由腦波采集卡和微控制卡兩部分組成。通過(guò)腦波采集卡提取運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào),再經(jīng)過(guò)藍(lán)牙傳輸至微控制卡;腦電信號(hào)經(jīng)過(guò)微控制卡的處理,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作完成輪椅的運(yùn)動(dòng)。腦波采集卡的設(shè)計(jì)是基于TGAM芯片并集成藍(lán)牙4.0無(wú)線(xiàn)傳輸模塊;微控制卡的設(shè)計(jì)是基于ATMEGA328和ATMEGA16芯片且遵照Creative Commons許可協(xié)議而設(shè)計(jì),且集成藍(lán)牙4.0無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、超聲波檢... 

【文章來(lái)源】：西安工程大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

腦機(jī)接口示意圖

即引導(dǎo)操作流程如圖2-1 所示。這也意味著 BCI 之間的通信過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜和多學(xué)科的問(wèn)題，需要結(jié)合神經(jīng)科學(xué)、控制工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人類(lèi)科學(xué)等多方面學(xué)科[19]。 圖 2-1 腦機(jī)接口示意圖2.2 智能輪椅控制系統(tǒng)概述關(guān)于智能輪椅控制系統(tǒng)，目前使用最為普遍的是使用操縱桿控制輪椅的運(yùn)動(dòng)方向和速度。這樣對(duì)于高位截癱的人群并不適用，本控制系統(tǒng)采用腦波控制輪椅的運(yùn)動(dòng)和速度。根據(jù)調(diào)查研究，人們對(duì)于輪椅的運(yùn)動(dòng)安全和速度控制問(wèn)題是非常擔(dān)心的。所以本控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初，將運(yùn)動(dòng)安全和速度控制問(wèn)題作為整個(gè)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。本課題的智能輪椅控制系統(tǒng)的主要有腦電采集卡和微控制卡兩部分組成，其中腦波采集卡采用的是 NeuroSkyg 公司的 TGAM 模塊，該模塊中已經(jīng)嵌入 esenseTM算

控制系統(tǒng)中腦波采集卡的軟件功能實(shí)現(xiàn)使用的是 Visual Studio 軟件編寫(xiě)；微卡的軟件功能實(shí)現(xiàn)使用的是與 ATMEGA 匹配的專(zhuān)業(yè) Sketch_Jun26a 軟件編寫(xiě) Sketch_Jun26a 軟件主要編寫(xiě)上層代碼，因?yàn)樗捎玫奈⑻幚砥饕呀?jīng)將端口設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)封裝在底層。由于這種封裝結(jié)構(gòu)，更加便于利用 C/C++語(yǔ)言進(jìn)行上層代寫(xiě)，很大程度的縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。4 本章小結(jié)本章首先對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)進(jìn)行了介紹，然后通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的整體分析制定統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖和技術(shù)要求設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)功能圖，同時(shí)闡述了軟硬件的基本特征。本課題研究的控制系統(tǒng)是跨學(xué)科和專(zhuān)中主要涉及學(xué)科和專(zhuān)業(yè)有生物學(xué)、計(jì)算機(jī)、通信和控制工程等前沿學(xué)科和專(zhuān)業(yè)跟人工智能的發(fā)展潮流。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]基于多類(lèi)運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口技術(shù)研究[D]. 田敏婷.西安工程大學(xué) 2017
[2]基于深度網(wǎng)絡(luò)的腦電信號(hào)分類(lèi)方法研究[D]. 徐朝陽(yáng).中國(guó)海洋大學(xué) 2015
[3]面向模塊化移動(dòng)機(jī)器人的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)控制系統(tǒng)研究[D]. 秦向攀.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于Matlab和電液比例實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的PID參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 鐘旭佳.西安工程大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3374252