基于稳态视觉诱发电位的脑控轮椅系统研究与实现

发布时间：2024-06-14 05:11

　　目前,随着社会老龄化的日益加剧以及各种自然灾害、疾病、交通事故的发生,患有运动功能障碍的老人和残障人士的数量日益增加。如何满足此类人群的自主移动需要,提高他们的生活质量具有重要研究意义。作为脑-机接口(brain-computer interface,BCI)技术在现实生活中的重要应用,脑控轮椅(brain-controlled wheelchair,BCW)系统建立了一种全新的、不依赖于外周神经和肌肉组织的控制通路,通过对用户脑部信号进行编解码实现轮椅控制,使得重度运动功能障碍患者自主操控轮椅满足日常生活需要成为可能。为此,本文进行了BCW系统关键技术研究,基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)搭建了BCW系统和模拟训练系统,并进行了实验测试。本文研究内容主要包括:(1)针对BCW系统搭建需要,研究设计了基于SSVEP的BCI。采用采样正弦编码方法进行刺激呈现,按照需要的频率进行闪烁刺激,有效地诱发了SSVEP信号。确定了系统的脑电采集与预处理方案,包括电极选择、采样频率和滤波参数设置等。同时,使用滤波器组典型相关...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1Tanaka等设计的脑控轮椅[17]

天津工业大学硕士学位论文2者身体条件的限制，对于那些甚至无法控制手指运动的重度运动功能障碍患者也具备一定的适用性。此外，作为辅助运动功能障碍患者自主移动的智能辅助机器人，BCW是BCI技术和移动机器人技术交叉结合的产物。BCW的研究不仅对运动功能障碍患者具有重要意义，同时能够推动....

图2-2P300电位波形图[73]

天津工业大学硕士学位论文162.2.2P300电位事件相关电位是人类受到某种外界刺激或进行特定的意识活动时，大脑神经元活动产生的特定的脑电信号变化[69]。P300电位是一种内源性的事件相关电位，通常是由频繁性的听觉、视觉或者感觉刺激诱发的一种事件相关电位正极性成分[70]。Su....

图2-37Hz视觉刺激频率下诱发的SSVEP信号的频谱图[62]

第二章SSVEP-BCI理论与技术基础17拟功能键对应一个特定的视觉刺激频率。当受试者注视其中一个以特定的视觉刺激频率闪烁的虚拟功能键时，其大脑会产生由刺激频率及其谐波成分组成的SSVEP响应。通过对SSVEP响应信号进行频谱分析，可以得到特定的目标频率。通过这个特定的目标频率判....

图2-410-20国际标准系统电极放置法因为脑电信号是一种微弱且非常容易受干扰的非平稳信号，所以通过电极采

天津工业大学硕士学位论文18图2-410-20国际标准系统电极放置法因为脑电信号是一种微弱且非常容易受干扰的非平稳信号，所以通过电极采集到的原始脑电信号中会不可避免的混入一些噪声和伪迹成分，其中主要包括工频干扰噪声、电磁干扰噪声以及心电伪迹、肌电伪迹、眼电伪迹和出汗伪迹等。因此，....

本文编号：3994192