基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，涉及自动控制领域，方法包括以下步骤：用户操作，当需要触发脑机接口开关时，用户执行周期性运动想象任务，产生周期性变化的脑电信号；非侵入式头皮脑电数据采集与预处理；提取脑电信号在线特征；将特征信号映射为虚拟力；将虚拟力作用于虚拟动力学系统中以驱动虚拟动力学系统状态变化和振荡；根据虚拟动力学系统状态对脑机接口开关触发控制；将虚拟动力学系统的状态反馈给用户，用户根据虚拟动力学系统的节奏和周期完成周期性运动想象任务。本发明专利技术构建了一种新型开关触发模式，提高了开关控制的可靠性，实现了对外部设备等的开关可靠控制，改善了脑机接口系统的实用性。接口系统的实用性。接口系统的实用性。

【技术实现步骤摘要】
基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法


[0001]本专利技术涉及自动控制领域，尤其涉及一种基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法。

技术介绍

[0002]目前，残疾人的生活质量受到社会各界广泛关注。某些疾病如运动神经元病等疾病会造成患者行动障碍，生活不能自理，生活质量严重下降。脑机接口(brain computer interfaces,BCI)作为一种直接在大脑与外接设备之间建立信息交互通路的技术，能够帮助残疾患者通过大脑活动，绕过传统的神经肌肉通路，直接与外界进行交流和控制。通过脑机接口技术，残疾患者可以自行驾驶轮椅、控制机械臂等设备完成某些简单的动作，有望改善这一群体的生活质量。
[0003]运动想象(Motor Imagery，MI)的定义为，当人进行动作执行、动作意图和动作想象或其他心理活动时，大脑的感觉运动皮层的α频带(8
‑
13Hz)、β频带(14
‑
26Hz)会出现能量降低的现象，而γ频带(>30Hz)则呈现能量升高的现象。基于运动想象的脑机接口目前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、用户进行操作，当不需要触发所述脑机接口开关时，用户保持空闲态或执行无关事项；当需要触发所述脑机接口开关时，用户执行所述周期性运动想象任务，产生周期性变化的脑电信号；步骤2、通过非侵入式头皮脑电装置采集用户的头皮脑电信号，并进行预处理；步骤3、提取脑电信号在线特征，得到特征信号；步骤4、将所述特征信号映射为虚拟力；特征5、将所述虚拟力作用于虚拟动力学系统中以驱动所述虚拟动力学系统状态变化和振荡；步骤6、所述虚拟动力学系统的状态达到设定阈值时触发所述脑机接口开关的输出指令，实现对所述脑机接口开关的控制；步骤7、将所述虚拟动力学系统的状态反馈给用户，用户根据所述虚拟动力学系统的节奏和周期完成所述周期性运动想象任务。2.如权利要求1所述的基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，其特征在于，所述空闲态是指用户不运动的情况下保持清醒或执行与所述脑机接口开关控制无关的活动的状态。3.如权利要求1所述的基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，其特征在于，所述周期性运动想象任务是指用户根据一定的节奏周期性切换两个执行运动想象的肢体；所述周期性运动想象任务的节奏是根据所述虚拟动力学系统的状态决定的。4.如权利要求3所述的基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：通过解码算法提取想象肢体运动状态；所述想象肢体运动状态是通过提取时域或频域特征的方法得到的。5.如权利要求4所述的基于周期性运动想象任务的异步脑机接口开关控制方法，其特征在于，所述步骤3还包括：针对运动想象相关电极通道进行当前时刻前N毫秒时窗的截取，并进行空间滤波和功率谱估计提取特征；所述特征表征当前用户正在执行的运动想象肢体，并在用户切换肢体后改变。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟建军，李崧玮，盛鑫军，朱向阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：