The invention discloses an asynchronous hybrid brain-computer interface method and system, which is based on the gaze signal and steady-state visual evoked potential. The steps are: (1) presenting the control interface, which includes effective and invalid areas; (2) acquiring the gaze signal from the gaze tracking module, and judging whether the gaze time exceeds the pre-set threshold, and the current gaze point according to the gaze signal. Whether or not it is located in the effective area of the control interface; (3) impose fixed-frequency flickering visual stimulation on all the target control keys in the effective area of the control interface; (4) While implementing the steps, continuously obtain the gaze signal from the gaze tracking module in the background, and judge whether the current gaze point has changed in real time. If the result is yes, immediately stop the visual stab in step (3) Stimulate back to step (2); (5) target recognition process, and output control commands according to the results. The invention has the advantages of simple principle, simple implementation, high control precision, high information transmission rate, real-time asynchronous autonomous control, midway error correction, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种异步混合脑机接口方法及系统
本专利技术主要涉及到脑机接口
,特指一种基于注视信号和稳态视觉诱发电位的异步混合脑机接口方法和系统。
技术介绍
脑机接口(Brain-ComputerInterface,BCI)是一种新的不依赖于外周神经和肌肉参与的人机通讯系统。它通过检测并判别脑电信号中对应不同大脑活动所体现出来的时空模式来识别人的意图,并将其转换成能被计算机所识别和执行的数字信号,建立人脑与外设的直接通讯。目前,BCI在助残、康复工程及武器装备研发、娱乐等领域均有着广泛的应用前景,已受到国内外研究学者的广泛关注。随着人们对大脑功能不断深入的研究及信号处理技术的快速发展,对通过在用户头部安放电极采集到的头皮脑电图(Electroencephalogram,EEG)信号的处理技术已经达到一定水平,并已用于网页浏览、机械臂和轮椅控制,以及字符输入等脑控技术的研究,这为基于EEG的BCI研究推广及其相关产品进入实际生活应用提供了技术基础。目前,国内外众多BCI研究团队对基于EEG信号的BCI研究主要集中在分别对其时域、空域、频域成分脑电模态的分析处理上。例如,采用 ...
【技术保护点】
1.一种异步混合脑机接口方法,基于注视信号和稳态视觉诱发电位,其特征在于,步骤为:(1)呈现出控制界面,控制界面中包括有效区域和无效区域,有效区域中包含一个或多个目标控制键,无效区域为控制界面中除了有效区域的其他区域;(2)从注视跟踪模块获取注视信号,根据该注视信号判断:(a)注视时长是否超过预先设置的阈值,(b)当前的注视点是否位于控制界面的有效区域内,若(a)和(b)的判断结果均为是,则进入步骤(3),否则,继续步骤(2);(3)对在控制界面有效区域内的所有目标控制键施加定频闪烁的视觉刺激;(4)在步骤(3)实施的同时,持续从注视跟踪模块获取注视信号,并实时判断当前的注 ...
【技术特征摘要】
1.一种异步混合脑机接口方法,基于注视信号和稳态视觉诱发电位,其特征在于,步骤为:(1)呈现出控制界面,控制界面中包括有效区域和无效区域,有效区域中包含一个或多个目标控制键,无效区域为控制界面中除了有效区域的其他区域;(2)从注视跟踪模块获取注视信号,根据该注视信号判断:(a)注视时长是否超过预先设置的阈值,(b)当前的注视点是否位于控制界面的有效区域内,若(a)和(b)的判断结果均为是,则进入步骤(3),否则,继续步骤(2);(3)对在控制界面有效区域内的所有目标控制键施加定频闪烁的视觉刺激;(4)在步骤(3)实施的同时,持续从注视跟踪模块获取注视信号,并实时判断当前的注视点是否发生变化,若判断结果为是,则立刻停止步骤(3)中的视觉刺激并回到步骤(2);(5)目标识别过程,并根据识别结果输出控制命令。2.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述步骤(1)中,呈现出控制界面后,用户可自主选择注视:有效区域中的某个目标控制键,或无效区域。3.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述注视跟踪模块的功能包括:实时采集人眼的注视信号,该信号包括注视点在控制界面所在平面上的二维X-Y坐标和注视时长。4.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述定频闪烁的特征包括:(a)各个目标控制键的闪烁频率均不相同;(b)各个目标控制键的闪烁频率和相位可预先设置;(c)所有目标控制键同时开始闪烁,同时停止闪烁;(d)闪烁的最大持续时间可预先设置;(e)闪烁只发生在控制界面有效区域内的所有目标控制键上,控制界面有效区域内的其他区域不闪烁;(f)在闪烁开始的时刻,向脑电信号采集仪发送标签1;(g)若闪烁达到最大持续时间,则在闪烁停止时刻,向脑电信号采集仪发送标签2。5.根据权利要求4所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述脑电信号采集仪的功能包括:(a)采集脑电信号,(b)对采集到的脑电信号进行放大,(c)对放大后脑电信号进行模数转换,(d)采集控制界面发送的标签信号。6.根据权利要求1所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述步骤(4)中,“持续从注视跟踪模块获取注视信号,并实时判断当前的注视点是否发生变化”这一过程与步骤(3)的并行实施。7.根据权利要求5所述的异步混合脑机接口方法,其特征在于,所述步骤(5)的具体步骤为:(5.1)预先收集某用户的训练数据并计算训练参数;(5.2)实时从脑电信号采集仪读入脑电信号和标签信号,若...
【专利技术属性】
技术研发人员:张绍尧,田雨,赵岩,王春慧,
申请(专利权)人:中国航天员科研训练中心,
类型:发明
国别省市:北京,11
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