[发明专利]基于混合现实的脑-机接口平台及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于混合现实的脑‑机接口平台，包括MR显示设备、脑电采集器、脑电放大器、数据处理终端、控制终端和执行机；其中所述MR显示设备和脑电采集器佩戴在操作人员的头部，所述脑电采集器与所述脑电放大器通过WIFI连接，所述脑电放大器通过WIFI与所述的数据处理终端相连接，所述数据处理终端通过zigbee模块与控制所述执行机执行动作的所述控制终端相连接。本平台具有良好的移动性，可为脑‑机研发提供良好的平台。

技术领域

本发明涉及脑机接口技术领域，特别是涉及一种基于混合现实的脑-机接口平台。

背景技术

脑-机接口是一种新型的、仅利用计算系统解析大脑活动信号并将其转化为控制指令，就可以让用户直接对效应器肌肉、鼠标、键盘等进行实时控制的技术。目前，脑-机接口根据采集脑电信号时电极对大脑的侵入程度，可分为植入式脑-机接口和非植入式脑-机接口。其中，非植入式脑-机接口采用头皮电极或者体外传感器观测大脑神经活动，无外科开颅手术风险，但时空分辨率较低，训练样本大，对于变化环境条件中的稳健性较差，目前为止还不能用于复杂的脑-机接口控制，典型系统如MI系统、P300系统和SSVEP系统。其中SSVEP系统是脑-机接口中传输速率最快，最成熟的技术之一，距离市场化最近的技术之一。但目前的SSVEP系统无法摆脱电脑的屏幕，移动性差，所以导致SSVEP技术无法推向市场。

混合现实是一种综合虚拟现实和增强现实的新型展现方式，可以把真实的场景和数字化渲染的虚拟场景混合起来，达到以假乱真的境界。相对于传统的VR和AR，混合现实设备首先要对真实空间进行扫描识别，然后再将虚拟景象融合到真实空间中，用户在穿戴混合现实设备时，通过移动的观测角度，会有亦真亦幻的体验效果。对比传统的增强现实，混合现实提供了用户与实际现实场景的多种交互方式。

目前已有的设备中一般采用VR的方式作为脑电的平台，但是虚拟环境搭建不仅费时，而且效果差。而且现有的脑电设备平台一般都采用有线连接，这样限制脑电平台的移动性比较差，同时也是平台无法应用到现实中的重要原因之一。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在虚拟现实的设备移动性差、数据交互通道不便而提供一种基于混合现实的脑-机接口平台和控制方法，本平台利用MR眼镜搭建虚拟环境，移动性好，可提供流畅的数据交互通道。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

基于混合现实的脑-机接口平台，包括MR显示设备、脑电采集器、脑电放大器、数据处理终端、控制终端和执行机；其中所述MR显示设备和脑电采集器佩戴在操作人员的头部，所述脑电采集器与所述脑电放大器通讯连接，所述脑电放大器通过WIFI与所述的数据处理终端相连接，所述数据处理终端通过zigbee模块与控制所述执行机执行动作的所述控制终端相连接。

在上述技术方案中，所述MR显示设备为MR眼镜，型号为微软HoLolen开发者版。

在上述技术方案中，所述脑电采集器和脑电放大器的型号为ANT eego。

在上述技术方案中，所述数据处理终端为型号为NI myrio的单片机。

在上述技术方案中，所述Zigbee模块的型号为Xbee pro 900HP。

在上述技术方案中，所述控制终端的型号为arduino mega2560。

在上述技术方案中，所述控制终端装配在所述执行机上。

在上述技术方案中，所述执行机为无人机。

本发明的另一方面，所述脑-机接口平台的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，MR眼镜上搭建的SSVEP刺激系统发出刺激信号；

步骤2，脑电采集器采集脑电信号，并通过无线将脑电信号发送给脑电放大器进行放大；