本文關(guān)鍵詞：基于單通道腦機(jī)接口的嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦機(jī)接口(Brain Computer Interface, BCI)是一種新穎的人機(jī)交互技術(shù),它通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它電子設(shè)備在人腦與外界環(huán)境之間建立一條不依賴于外周神經(jīng)和肌肉組織的對(duì)外信息交流控制通路,因此腦機(jī)接口可為患有運(yùn)動(dòng)功能障礙但思維正常的殘障人士提供一種與外界進(jìn)行交流的新途徑。目前,腦機(jī)接口的應(yīng)用系統(tǒng)中的腦電信號(hào)采集與處理部分多數(shù)采用多通道腦電信號(hào)采集設(shè)備結(jié)合高性能計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。這些應(yīng)用系統(tǒng)通常具有較好的性能,但也存在系統(tǒng)龐大、操作復(fù)雜、成本高、功耗大等不足。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于單通道腦機(jī)接口的應(yīng)用系統(tǒng),即嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)合嵌入式微處理器提取專注度和眨眼信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。在前人工作的基礎(chǔ)上,主要完成了以下工作：1、對(duì)腦機(jī)接口的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行較全面的介紹。在分析了目前腦機(jī)接口研究領(lǐng)域主流腦電信號(hào)采集與處理方案的基礎(chǔ)上,提出基于嵌入式處理器平臺(tái)的單通道腦機(jī)接口設(shè)計(jì)方案。2、分析了腦電信號(hào)的特點(diǎn),結(jié)合單通道腦機(jī)接口信號(hào)采集設(shè)備所采集的腦電信號(hào)特征,選擇專注度和眨眼信號(hào)作為基于單通道腦機(jī)接口的嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)的控制信號(hào),并實(shí)現(xiàn)了在原始腦電波信號(hào)中進(jìn)行眨眼信號(hào)的提取。3、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于單通道腦機(jī)接口的嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)。對(duì)腦電信號(hào)采集模塊、嵌入式處理器及外圍電路模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、系統(tǒng)供電模塊等進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述；結(jié)合嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和μC/GUI圖形界面對(duì)腦電信號(hào)解碼、眨眼信號(hào)識(shí)別、輪椅運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制等軟件模塊進(jìn)行了較詳細(xì)的說(shuō)明。4、對(duì)基于單通道腦機(jī)接口的嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了系統(tǒng)集成和測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,十名被試者經(jīng)過(guò)眨眼訓(xùn)練后眨眼信號(hào)平均正確識(shí)別率最低為87%,最高為99%；專注度與輪椅速度具有良好的線性關(guān)系,系統(tǒng)具有較好的可操控性。
【關(guān)鍵詞】：腦機(jī)接口 腦電信號(hào) 嵌入式處理器 嵌入式智能輪椅
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP273;TH789
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 基于腦機(jī)接口的智能輪椅控制系統(tǒng)研究的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 本文章節(jié)安排與介紹16-17
• 第二章 基于腦機(jī)接口的腦電信號(hào)采集與處理方案17-26
• 2.1 腦電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及特點(diǎn)17-19
• 2.1.1 腦電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理17-18
• 2.1.2 腦電信號(hào)的特點(diǎn)18-19
• 2.2 腦機(jī)接口的系統(tǒng)框架19-22
• 2.2.1 腦機(jī)接口的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.2 腦機(jī)接口中腦電信號(hào)采集與處理20-22
• 2.3 腦電信號(hào)的采集與處理設(shè)備22-24
• 2.4 單通道腦電信號(hào)采集與處理系統(tǒng)方案24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-42
• 3.1 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)硬件框架26-27
• 3.2 腦電信號(hào)采集與傳輸模塊27-28
• 3.3 嵌入式處理器模塊28-34
• 3.3.1 嵌入式處理器模塊電源供電電路28-30
• 3.3.2 嵌入式處理器及其外圍電路30-34
• 3.4 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊34-41
• 3.4.1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊供電電路34
• 3.4.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路34-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)42-62
• 4.1 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)軟件框架42
• 4.2 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)軟件環(huán)境設(shè)置42-46
• 4.2.1 系統(tǒng)底層硬件模塊的配置43
• 4.2.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植43-44
• 4.2.3 μC/GUI圖形界面的移植44-45
• 4.2.4 FATFS文件系統(tǒng)的移植45-46
• 4.3 腦電信號(hào)的處理與眨眼信號(hào)的識(shí)別46-55
• 4.3.1 腦電信號(hào)的處理46-52
• 4.3.2 眨眼信號(hào)的識(shí)別52-55
• 4.4 MD070SD模塊顯示與控制軟件的設(shè)計(jì)55-58
• 4.5 專注度與眨眼信號(hào)控制輪椅運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的軟件設(shè)計(jì)58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)測(cè)試及分析62-70
• 5.1 硬件驅(qū)動(dòng)功能測(cè)試與分析62-64
• 5.2 眨眼信號(hào)識(shí)別測(cè)試與分析64-66
• 5.3 專注度控制輪椅速度的測(cè)試與分析66-67
• 5.4 嵌入式智能輪椅控制系統(tǒng)性能測(cè)試與分析67-69
• 5.5 本章小節(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文工作總結(jié)70
• 6.2 研究展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表、錄用論文及參與科研項(xiàng)目情況78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：489942