腦-機接口(Brain-machine Interface,BMI)技術能夠直接通過用戶腦電信號對外部設備進行控制,不需要人體周圍神經和肌肉組織的參與,因此對幫助截癱患者恢復自主生活能力、提高生活質量有著重要意義。腦-機接口技術引起了國際上眾多領域學科工作者的普遍關注,已成為生物醫(yī)學工程、人-機交互技術、助殘與康復等領域的一個新的研究熱點。然而,腦電信號不穩(wěn)定且易受干擾的特性使得腦-控機器人系統可靠性降低,用戶在通過腦-機接口對外部設備進行控制時的控制精度與交互效率低的問題,成為腦-機接口技術廣泛應用的主要限制因素。目前的研究工作大多傾向于增加機器自主控制在任務執(zhí)行過程中所占比重,以提高腦-控機器人系統的控制精度以及人-機交互的效率。但是,近來輔助機器人的研究卻表明,截癱患者并不期望控制任務由自主能力較高的輔助設備完全自動地完成,即用戶不僅期望任務的完成能得到機器人的輔助,而且更希望完成任務的過程中自己是“參與者”而不是“旁觀者”。然而截癱患者通過腦-機接口人工控制機械臂操作物體時,一是僅通過腦-機接口難以實現對多自由度的外部設備的靈活控制,二是用戶僅通過視覺觀察難以獲取充分的交互狀態(tài)...

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 腦-機接口系統概述
        1.2.1 腦電信號采集與分析
        1.2.2 控制器
        1.2.3 交互狀態(tài)反饋
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 國外研究現狀
        1.3.2 國內研究現狀
    1.4 目前腦-機交互研究存在的問題及解決方案
    1.5 論文組織結構
第二章 基于混合視線-腦機接口的機械臂控制系統框架
    2.1 系統框架簡介
    2.2 腦-機接口
        2.2.1 腦電信號采集
        2.2.2 腦電特征提取
        2.2.3 運動意圖模式分類
        2.2.4 腦-機接口指令輸出
    2.3 視線追蹤
        2.3.1 眼動儀EyeX介紹
        2.3.2 用戶注視點估計
    2.4 機器視覺
        2.4.1 物體檢測
        2.4.2 坐標系變換
    2.5 機械臂控制
        2.5.1 機械臂介紹
        2.5.2 通信協議
    2.6 本章小結
第三章 基于混合視線-腦機接口的機械臂連續(xù)共享控制研究
    3.1 引言
    3.2 系統結構
    3.3 機械臂末端運動共享控制
        3.3.1 速度大小共享控制
        3.3.2 運動方向共享控制
    3.4 實驗介紹
        3.4.1 離線訓練
        3.4.2 在線測試
        3.4.3 評價指標
    3.5 本章小結
第四章 基于混合視線-腦機接口控制機械臂的增強現實反饋方法
    4.1 引言
    4.2 系統結構
    4.3 增強現實反饋實現方法
        4.3.1 標記的檢測與識別
        4.3.2 相機位置計算
        4.3.3 機械臂夾爪張口與高度反饋
    4.4 實驗介紹
        4.4.1 離線訓練
        4.4.2 在線測試
        4.4.3 評價指標
    4.5 本章小結
第五章 實驗結果與分析
    5.1 基于共享控制的物體接近實驗
        5.1.1 腦-機接口離線識別性能
        5.1.2 方向共享控制實驗結果
        5.1.3 速度大小共享控制實驗結果
    5.2 基于增強現實反饋的物體抓取與抬升實驗
        5.2.1 腦-機接口離線識別性能
        5.2.2 在線物體抓取任務
        5.2.3 在線物體抬升任務
        5.2.4 測試者整體控制結果
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 未來工作的展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3840502