[发明专利]基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法

权利要求书

1.一种基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：

步骤1、建立边界规避任务模型：

将移动水杯场景概念化为边界规避任务模型，其中将杯简化为一段弧，将杯中的水简化为质量小的球，所述弧的半径大于所述球的半径，所述弧与所述球形成动态复杂系统；

步骤2、采集脑电数据，包括以下具体步骤：

步骤21、在计算机上利用函数库PsychToolbox对边界规避任务进行呈现；

步骤22、在试验过程中，受试者左、右手分别敲击所述计算机的左和右方向键控制所述水杯作左、右往复运动，控制所述水杯将所述球从起始位置传送至目标位置，过程中若所述球逸出水杯，任务重新开始，若无逸出，任务成功，在所述过程中采集所述受试者在边界规避任务中的脑电；

步骤23、将采集到的所述脑电数据由带通滤波器进行预处理；

步骤3、利用CSP算法提取所述脑电数据的空间特征，具体包括以下步骤：

步骤31、将每个受试者的脑电数据分组为测试集和训练集，并进行交叉验证；

步骤32、利用CSP算法对所述训练集提取一组空间滤波器，利用所述空间滤波器对所述训练集和所述测试集滤波，得到所述训练集和所述测试集的空间特征；

步骤4、导出分类模型并评估精度，具体步骤如下：

步骤41、利用所述训练集的空间特征训练分类器，得到一个分类模型；

步骤42、用所述测试集验证所述分类模型的分类性能，并得到分类精度；

步骤43、计算所述分类精度的平均分类精度。

2.根据权利要求1所述的基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述步骤1中所述边界规避任务模型的模型运动方程为：

式中，x代表所述水杯的水平位置，M分别是水杯的质量，m是所述球的质量，l是水杯的半径，F是所述模型受到的外力，g为重力加速度，θ为所述水杯对所述球的径向支撑力的方向与竖直方向的夹角。

3.根据权利要求1所述的基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述步骤23中所述带通滤波器的截止频率为8Hz和30Hz。

4.根据权利要求1所述的基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述步骤31中执行十折交叉验证，将每个受试者的所述脑电数据平均分成10组，分别将所述10组数据中每一组的数据用作所述测试集，并且用所述10组中剩余9组的数据用作所述训练集。

5.根据权利要求1所述的基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述步骤32中，所述CSP算法通过解决以下优化问题来提取所述空间滤波器：

式中，||·||表示L2-范数，Σ₁和Σ₂分别是第一类和第二类脑电的空间协方差矩阵，w是待求解的特征向量；

提取上式中α个最大和α个最小特征值对应的特征向量形成所述空间滤波器式中C为是进行所述脑电采集的通道数量。

6.根据权利要求1所述的基于实施边界规避任务模型提高脑电唤醒度的方法，其特征在于，所述步骤42中采用十折交叉验证得到10个分类精度。