[发明专利]一种假手柔顺抓取操作的串行多模态脑控方法

摘要

本发明公开了一种假手柔顺抓取操作的串行多模态脑控方法，当受试者进行主动表情驱动及场景动画视觉诱发时，脑电采集设备采集侧额叶皮质区F7、F8通道和枕叶区O1、O2通道脑电信号，进行放大和带通滤波预处理。信号处理设备提取预处理后的脑电信号的时频域特征值，并根据串行控制方法判断四种主动表情驱动，产生的脑电信号对应的假手基本动作类型以及由四个不同场景动画视觉诱发画面产生的脑电信号对应的假手基本动作过程的时频域特征值。最后，根据识别结果控制假手完成四种基本动作。

主权项

一种假手柔顺抓取操作的串行多模态脑控方法，其特征在于，按以下步骤进行：1)事先在场景动画视觉诱发模块中植入基于残疾人手喝水过程分解的四个具有连续性的动作场景图像，每一个动作场景图像经过灰度处理后，分别得到两张黑白分明的反转色图片，交替变化呈现在受试者面前进行视觉诱发；其中，不同动作场景中的反转色图片采用不同频率的脉宽调制，所述两张黑白分明的反转色图片交替变化的频率，也即闪烁频率与该组图片的脉宽调制频率相同，所述脉宽频率调制范围为2‑30Hz；2)受试者通过四种主动表情驱动下产生的脑电信号来控制假手完成动作的开始、动作的结束、返回上一个动作、及进入下一个动作的基本动作类型选择；提眉对应于假手动作的开始、皱眉对应于假手动作的结束、左撇嘴对应于假手返回上一个动作的转换、右撇嘴对应于假手进行下一个动作的转换；所述四种主动表情驱动分别为提眉、皱眉、左撇嘴、右撇嘴，每种表情在驱动过程中至少重复三次；3)受试者通过注视四个不同场景动画视觉诱发画面来控制假手完成四种基本动作过程；4)采集受试者侧额叶皮质区F7、F8通道和枕叶区的O1、O2通道脑电信号；5)对采集到的脑电信号进行放大和带通滤波预处理，所述滤波范围为4‑40Hz；6)经带通滤波后的脑电信号包含由主动表情驱动下产生的alpha频带特征信息以及由场景动画视觉诱发画面产生的稳态视觉诱发电位特征信息，采用小波变换模均值的方法提取由主动表情驱动产生的F7、F8通道脑电信号时频域特征，采用快速傅里叶变换的方法提取场景动画视觉诱发产生的O1、O2通道脑电信号 时频域特征；7)根据时频域特征值，采用前向反馈神经网络算法，通过串行分析的顺序依次判断假手的四个基本动作类型及四个基本动作过程；8)假手控制器根据步骤(7)的判断结果控制假手完成基本动作类型或基本动作过程。