[发明专利]适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法

权利要求书

1.一种适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：脑控车辆系统通过对实际的道路信息和车辆信息进行建模及计算，得出期望的方向盘转角和踏板开度，脑控驾驶员根据期望数值产生脑电波控制信号，通过脑机接口将脑电波信号转化为车辆控制指令，脑控车辆系统将控制指令经过再次分析，转化为实际施加给车辆的方向盘转角和踏板开度，完成车辆的运行。

2.根据权利要求1所述的适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

第一步，对不同脑机接口类型的脑控车辆系统进行模块分解；

第二步，对分解后的每一模块确定建模方法；

第三步，基于Matlab/Simulink软件和Carsim软件将分解后的各模块整合为一体，形成整合后的脑控车辆系统；

第四步，对整合后的脑控车辆系统进行参数设定；

第五步，对整合后的脑控车辆系统进行仿真，并对结果进行分析。

3.根据权利要求2所述的适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：

前述第一步中，对不同脑机接口类型的脑控车辆系统进行模块分解，分解为脑控驾驶员模块、脑电信号生成模块、脑机接口模块、控制模块、电机模块以及车辆模块；

前述第二步中，脑控驾驶员模块为速度与方向综合控制脑控驾驶员模型，脑电信号生成模块根据该模块的输入与输出确定，脑机接口模块根据脑机接口的性能确定，控制模块根据每一次控制指令对应的方向盘转角和踏板开度的增量确定，电机模块根据其传递函数确定，车辆模块由Carsim软件确定；

前述第三步中，在Simulink软件中搭建各模块，并将Carsim软件中的车辆模型发送至Simulink软件中；

前述第四步中，对整合后的脑控车辆系统进行参数设定，包括脑控驾驶员模块的相关参数、脑机接口模块的识别准确率和响应时间、方向盘转角和踏板开度的增量、方向盘转角和踏板开度的阈值、Carsim软件设置的车辆参数；

前述第五步中，采用Matlab/Simulink软件和Carsim软件联合仿真策略，对仿真结果进行分析。

4.根据权利要求3所述的适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：速度与方向综合控制脑控驾驶员模型是基于预瞄模型建立，脑控驾驶员根据车辆反馈的位置、速度与加速度信息决策出期望的方向盘转角和踏板开度。

5.根据权利要求3所述的适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：前述的脑电信号生成模块，输入是脑控驾驶员模块根据决策得到的期望方向盘转角与踏板开度，输出是脑控驾驶员模块通过不同脑机接口类型产生的一系列与期望控制指令对应的脑电波信号，每种脑电波信号对应一个期望控制指令，即左转、右转、加速、减速和非控，分别用1、-1、2、-2和0表示，因此脑电信号生成模块的输出即为与1、-1、2、-2和0对应的脑电波信号，同样以1、-1、2、-2和0表示，将输入与输出对应即可。

6.根据权利要求3所述的适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：前述的脑机接口模块，输入为脑电信号生成模块的输出，为与脑控驾驶员模块期望控制指令对应的脑电波信号1、-1、2、-2和0，输出为对脑电信号分析处理后实际施加给车辆的控制指令，同样用1、-1、2、-2和0表示，前述脑机接口的正确率未达到100%，因此输入与输出并不是一一对应关系，设置概率模型，根据脑机接口的响应时间，设置延时模块。

7.根据权利要求3所述的一种适用于不同脑机接口类型的脑控车辆系统建模与仿真方法，其特征在于：前述的控制模块，输入是脑机接口对脑电信号分析处理后的结果，即1、-1、2、-2和0，输出是实际施加给车辆的方向盘转角和踏板开度，设定每次速度指令对踏板开度的变化量和每次转向指令对方向盘转角的变化量，并限定方向盘转角和踏板开度的阈值。