基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备及脑电采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备及脑电采集系统，包括VR眼镜，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；设置于VR眼镜上的信号采集模块、信号处理模块及电源模块；信号采集模块用于采集受试者的脑电信号；信号处理模块用于对脑电信号进行预处理，并将预处理后的脑电信号转换为数字信号并发送至上位机，以得到识别结果；电源模块用于为VR眼镜、信号采集模块及信号处理模块供电。本发明专利技术采用VR眼镜来为受试者呈现SSVEP刺激范式的刺激界面，距离近且受自然光的干扰小，提高了得到的脑电信号的准确性；还实现了用于刺激的VR眼镜和用于采集的信号采集模块及信号处理模块的一体化，体积小。

Wearable device and EEG acquisition system based on VR technology and SSVEP

The invention discloses a VR technology and SSVEP wearable devices and EEG acquisition system based on VR, including glasses, for receiving an external projection SSVEP paradigm to the subjects showed stimulation interface; the signal acquisition module, signal processing module and power source module is arranged in VR glasses; signal acquisition module for the subjects of the acquisition of EEG signal; signal processing module is used to pre process EEG signals, and after pretreatment of the EEG signal into digital signal and transmitted to the host computer, in order to get the recognition result; power module for VR lenses, signal acquisition module and signal processing module. The invention adopts VR glasses to render the SSVEP paradigm to stimulate the interface as subjects, and by the natural light interference distance near the small, to improve the accuracy of EEG signals obtained; also has used to stimulate the VR glasses and for the integration of the signal acquisition module and signal processing module of the acquisition, small volume.

【技术实现步骤摘要】
基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备及脑电采集系统
本专利技术涉及脑电
，特别是涉及一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备及脑电采集系统。
技术介绍
在人脑科学研究不断发展的今天，也需要更多的研究方法来辅助人脑科学的深入研究。SSVEP(SteadyStateVisuallyEvokedPotential，视觉诱发刺激)是指当受到一个固定频率的视觉刺激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个连续的与刺激频率有关(刺激频率的基频或倍频处)的响应。因此，为了得到SSVEP下人的脑电信号，以来研究该脑电信号与刺激的信号之间的关系，现有技术中基于SSVEP的系统在进行研究时，通常包括专门用于放映SSVEP刺激范式的电脑显示屏，受试者通过注视显示屏即可产生SSVEP所描述的脑电现象，然后再通过采集设备采集受试者的脑电信号，进而通过对脑电信号的分析得到识别结果(识别提取出来的脑电信号)，以被进一步用来研究刺激对人脑的影响。但现有技术中基于SSVEP的系统一方面因为包括电脑等设备，体积大，另一方面，受试者是注视电脑显示屏上的刺激界面的，很容易受到外界自然光或者室内灯光的干扰，从而使得最终得到的刺激对人脑的影响也是不准确的。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备，一方面，采用VR眼镜来为受试者呈现SSVEP刺激范式的刺激界面，距离近且受自然光的干扰小，从而提高了得到的脑电信号的准确性，进而提高了刺激对人脑的影响的准确性；另一方面，实现了用于刺激的VR眼镜和用于采集的信号采集模块及信号处理模块的一体化，体积小；本专利技术的另一目的是提供一种包括上述基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备的脑电采集系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备，包括：VR眼镜，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；设置于所述VR眼镜上的信号采集模块、信号处理模块及电源模块；其中：所述信号采集模块用于采集受试者的脑电信号；所述信号处理模块用于对所述脑电信号进行预处理，并将预处理后的所述脑电信号转换为数字信号并发送至上位机，以得到识别结果；所述电源模块用于为所述VR眼镜、所述信号采集模块及所述信号处理模块供电。优选地，所述SSVEP刺激范式为阵列式的闪烁黑白格。优选地，所述闪烁黑白格的频率为8Hz或者12Hz或者15Hz或者18Hz。优选地，所述VR眼镜还用于显示所述识别结果。优选地，所述信号采集模块包括：6个设置于镜架上、分别用于采集人脑的C3区域、C4区域、CZ区域、O1区域、O2区域及OZ区域的脑电信号的电极，其中，C3区域和O1区域的电极构成一组差分电极，C4区域和O2区域的电极构成一组差分电极，CZ区域和OZ区域的电极构成一组差分电极；放大器，用于对各个差分电极输出的脑电信号进行放大。优选地，所述信号处理模块为ADS1198芯片。优选地，所述电源模块包括电池。优选地，所述电池为锂电池。优选地，所述电源模块还包括USB接口，用于通过USB线连接外部电源。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种脑电采集系统，包括上位机，还包括如上述所述的基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备。本专利技术提供了一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备及脑电采集系统，包括VR眼镜，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；设置于VR眼镜上的信号采集模块、信号处理模块及电源模块；信号采集模块用于采集受试者的脑电信号；信号处理模块用于对脑电信号进行预处理，并将预处理后的脑电信号转换为数字信号并发送至上位机，以得到识别结果；电源模块用于为VR眼镜、信号采集模块及信号处理模块供电。可见，本专利技术一方面，采用VR眼镜来为受试者呈现SSVEP刺激范式的刺激界面，距离近且受自然光的干扰小，从而提高了得到的脑电信号的准确性，进而提高了刺激对人脑的影响的准确性；另一方面，实现了用于刺激的VR眼镜和用于采集的信号采集模块及信号处理模块的一体化，体积小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种闪烁黑白格的示意图；图3为本专利技术提供的当闪烁黑白格的频率为8Hz时的一种识别结果的示意图；图4为本专利技术提供的一种电极贴法的示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备，一方面，采用VR眼镜来为受试者呈现SSVEP刺激范式的刺激界面，距离近且受自然光的干扰小，从而提高了得到的脑电信号的准确性，进而提高了刺激对人脑的影响的准确性；另一方面，实现了用于刺激的VR眼镜和用于采集的信号采集模块及信号处理模块的一体化，体积小；本专利技术的另一核心是提供一种包括上述基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备的脑电采集系统。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，图1为本专利技术提供的一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备的结构示意图，该可穿戴设备包括：VR眼镜1，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；可以理解的是，VR眼镜1是利用头戴式显示设备将人的对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。具体地，用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。另外，作为一种优选地实施例，可以开发一个APP，用于产生SSVEP刺激范式，然后将该APP上的刺激界面投射到VR眼镜1的透镜上。当然，这里还可以通过其他方式产生SSVEP刺激范式，本专利技术在此不做特别的限定。本申请中选用VR眼镜1来显示刺激界面，一方面距离受试者的眼睛很近，另一方面，隔绝了外界光线，因此，基本不会有外部的干扰，提高了最终获得的识别结果的准确性。作为一种优选地实施例，SSVEP刺激范式为阵列式的闪烁黑白格。具体地，请参照图2，图2为本专利技术提供的一种闪烁黑白格的示意图。当然，这里的SSVEP刺激范式还可以为其他类型的图形，本专利技术在此不做特别的限定，能实现本专利技术的目的即可。可以理解的是，由于大脑的低通滤波效应，SSVEP主要利用30Hz以下的低频区域。因此，作为一种优选地实施例，闪烁黑白格的频率为8Hz或者12Hz或者15Hz或者18Hz。当然，这里的闪烁黑白格还可以选用其他频率，通过APP可根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备，其特征在于，包括：VR眼镜，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；设置于所述VR眼镜上的信号采集模块、信号处理模块及电源模块；其中：所述信号采集模块用于采集受试者的脑电信号；所述信号处理模块用于对所述脑电信号进行预处理，并将预处理后的所述脑电信号转换为数字信号并发送至上位机，以得到识别结果；所述电源模块用于为所述VR眼镜、所述信号采集模块及所述信号处理模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于VR技术和SSVEP的可穿戴设备，其特征在于，包括：VR眼镜，用于接收外部投射的SSVEP刺激范式，向受试者显示刺激界面；设置于所述VR眼镜上的信号采集模块、信号处理模块及电源模块；其中：所述信号采集模块用于采集受试者的脑电信号；所述信号处理模块用于对所述脑电信号进行预处理，并将预处理后的所述脑电信号转换为数字信号并发送至上位机，以得到识别结果；所述电源模块用于为所述VR眼镜、所述信号采集模块及所述信号处理模块供电。2.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述SSVEP刺激范式为阵列式的闪烁黑白格。3.如权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述闪烁黑白格的频率为8Hz或者12Hz或者15Hz或者18Hz。4.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述VR眼镜还用于显示所述识别结果。5.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨积升，杜玉晓，王灵松，何樱汶，欧幸源，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44