人機接口（Human-machine interface,HMI）是一類幫助人們實現(xiàn)和機器之間“對話”的設(shè)備,或?qū)⑷藗兊囊鈭D和想法轉(zhuǎn)換成對機器設(shè)備的控制指令,或向人們提供機器設(shè)備的有關(guān)信息及提示請求等。對于一些特殊病人群體,比如高位截癱患者、肌萎縮側(cè)所綜合征（“漸凍癥”）患者和閉鎖綜合征患者等,由于這些病人往往存在著發(fā)音困難、肢體行動不便、大腦部分功能受損等問題,常見的人機接口如語音、體感、鼠標(biāo)、鍵盤以及觸摸屏等都不再適用。因此,面向這些殘疾人開發(fā)新型人機接口輔助他們?nèi)粘Ｉ钜约翱祻?fù)治療具有重要的研究意義與實用價值。除了上述需要肢體動作顯著參與的傳統(tǒng)人機接口外,另一類人機接口則嘗試?yán)萌梭w輕微神經(jīng)肌肉活動所自發(fā)生成的生理信號來實現(xiàn)人與外界的交流與控制。利用人體產(chǎn)生的各種信號模態(tài)如頭皮腦電（Electroencephalogram,EEG）、眼電（Electrooculogram,EOG）以及殘余肢體動作產(chǎn)生的肌電（Electromyograph,EMG）來構(gòu)建人機接口,不僅能夠幫助患者一定程度上實現(xiàn)與外界的交流和完成一些控制任務(wù),輔助患者提高生活自理能力,減輕家屬和護(hù)理人員的負(fù)擔(dān),還可... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究意義
        1.1.1 人機接口的研究背景
        1.1.2 人機接口的應(yīng)用前景
    1.2 基于不同生理信號模態(tài)的人機接口
        1.2.1 基于EEG信號的腦機接口
        1.2.2 基于眼部動作的人機接口
        1.2.3 基于有限肢體動作的人機接口
        1.2.4 混合人機接口
    1.3 問題與挑戰(zhàn)
        1.3.1 面向殘疾人輔助康復(fù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)
        1.3.2 基于不同信號模態(tài)的人機接口面臨的問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 基于EOG的人機接口及其在殘疾人輪椅控制的應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 基于EOG的人機接口實現(xiàn)方法
        2.2.1 眼電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        2.2.2 圖形用戶界面和控制策略
        2.2.3 基于有序視覺提示的眨眼識別算法
        2.2.4 閾值校準(zhǔn)
    2.3 實驗和結(jié)果
        2.3.1 健康被試
        2.3.2 脊髓損傷患者被試
    2.4 分析與討論
        2.4.1 目標(biāo)按鈕識別
        2.4.2 消除無意識眼動干擾
        2.4.3 設(shè)計細(xì)節(jié)的考慮
        2.4.4 性能比較
        2.4.5 性能局限
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于EOG和機器視覺的輪椅-機械臂協(xié)同控制系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)構(gòu)造與實現(xiàn)方法
        3.2.1 輪椅-機械臂系統(tǒng)構(gòu)成
        3.2.2 EOG人機接口的圖形交互界面
        3.2.3 多眼動檢測分析算法
        3.2.4 輪椅控制
        3.2.5 機械臂協(xié)同控制
    3.3 實驗和結(jié)果
        3.3.1 實驗一:EOG人機接口性能測試
        3.3.2 實驗二:移動喝水任務(wù)
        3.3.3 實驗三:多眼動分類效果測試
    3.4 分析與討論
        3.4.1 控制精度分析
        3.4.2 無意識眼動干擾概率估計
        3.4.3 抬眉驗證
        3.4.4 指標(biāo)對比
        3.4.5 缺陷與不足
    3.5 本章小結(jié)
第四章 一種基于EEG/EOG的混合腦機接口及其應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 基于EEG/EOG的混合腦機接口
        4.2.1 數(shù)據(jù)采集
        4.2.2 EEG信號處理
        4.2.3 EOG信號處理
        4.2.4 利用EOG提升EEG模型穩(wěn)定性
    4.3 混合腦機接口應(yīng)用于多設(shè)備集成系統(tǒng)控制
    4.4 實驗與結(jié)果
        4.4.1 實驗一:運動想象訓(xùn)練
        4.4.2 實驗二:眼動訓(xùn)練實驗
        4.4.3 實驗三:使用混合腦機接口完成移動喝水任務(wù)
    4.5 討論
        4.5.1 主要挑戰(zhàn)
        4.5.2 缺陷和不足
    4.6 本章小結(jié)
第五章 面向閉鎖綜合征患者的生活輔助人機接口
    5.1 引言
    5.2 閉鎖綜合征患者基本病情
        5.2.1 患者就診歷史以及病情發(fā)展
        5.2.2 對患者進(jìn)行EEG、EOG以及肌力測評
    5.3 基于有限手指動作的視聽覺人機接口
        5.3.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成
        5.3.2 視聽覺提示模塊
        5.3.3 手指動作檢測模塊
        5.3.4 數(shù)據(jù)通信與連接
    5.4 實驗與結(jié)果
        5.4.1 實驗一:不同提示間隔下的準(zhǔn)確率測試
        5.4.2 實驗二:視聽覺對比
        5.4.3 實驗三:字符輸入測試
        5.4.4 實驗四:問答測試
        5.4.5 后期康復(fù)效果
    5.5 分析和討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3501572