專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)玩具車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，新型玩具層出不窮，聲光電一體的遙控玩具早已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流，人們?cè)诎l(fā)展傳統(tǒng)玩具產(chǎn)業(yè)的同時(shí)也在積極拓展新的玩具產(chǎn)業(yè)，智能玩具因此成為了各大玩具廠商新的發(fā)展目標(biāo)。相較于傳統(tǒng)智能玩具，腦電控制智能玩具具備先天的巨大優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)智能玩具需要玩家具備一定的動(dòng)手能力和理論基礎(chǔ)，這就限定了傳統(tǒng)智能玩具只能是大人或者青年科技愛(ài)好者的專(zhuān)屬產(chǎn)品。而腦電控制玩具則不具備以上的限 制，并且，腦電控制玩具以其獨(dú)特新穎的控制方式得到了少年兒童的喜愛(ài)。腦電控制玩具不僅僅是玩具在形式和技術(shù)上的ー個(gè)創(chuàng)新，有幼教專(zhuān)家就表示，其通過(guò)腦電來(lái)控制玩具的表現(xiàn)形式，一定程度對(duì)培養(yǎng)孩子腦部與手部的協(xié)調(diào)，以及誘導(dǎo)孩子集中注意力從而在治療“兒童多動(dòng)癥”方面將起到一定的療效。目前，國(guó)內(nèi)家長(zhǎng)對(duì)玩具在“益智”方面的要求越來(lái)越高，腦電玩具的出現(xiàn)，無(wú)疑將是引領(lǐng)了新一代玩具產(chǎn)品的趨勢(shì)。目前已經(jīng)出現(xiàn)ー種基于腦電控制的尋徑小車(chē)，通過(guò)采集用戶專(zhuān)注于做某件事時(shí)腦電波信號(hào)，通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)傳遞給玩具小車(chē)，小車(chē)單片機(jī)對(duì)腦電波信號(hào)進(jìn)行處理，提取其中的特征信號(hào)，并與相應(yīng)的特定速度值進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)速度的控制。小車(chē)車(chē)體上的紅外光電傳感器發(fā)射器發(fā)射紅外到地圖上，遇到白底黑線則發(fā)射信號(hào)給接收器，信號(hào)接收器再將信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)處理后控制小車(chē)左右電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左右轉(zhuǎn)彎?，F(xiàn)有的腦電控制小車(chē)是通過(guò)注意力的程度來(lái)控制小車(chē)的速度，并通過(guò)傳感器來(lái)尋徑來(lái)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左右轉(zhuǎn)彎。傳感器來(lái)尋徑來(lái)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左右轉(zhuǎn)彎這就限制了小車(chē)只能再某個(gè)已經(jīng)設(shè)置好的場(chǎng)景內(nèi)運(yùn)行，并且不能人為的去控制小車(chē)的左右轉(zhuǎn)彎，這大大減低了腦電控制小車(chē)的游戲性和趣味性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種ー種操作簡(jiǎn)、方便，應(yīng)用范圍廣，娛樂(lè)性強(qiáng)，對(duì)于兒童注意力和放松度的訓(xùn)練以及多動(dòng)癥的輔助診療效果明顯的電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)及控制方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)，包括有依次導(dǎo)通連接的電波采集設(shè)備、電波信號(hào)處理裝置和車(chē)輛控制裝置；其中，
所述電波采集設(shè)備包括有一用于獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)的電波采集単元、一用于對(duì)獲取的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾放大的信號(hào)放大濾波単元，以及ー第一通信単元，且所述電波采集単元、信號(hào)放大濾波単元和第一通信単元依次導(dǎo)通連接；
所述電波信號(hào)處理裝置包括有一用于將放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)中的高頻信號(hào)過(guò)濾掉的低通濾波單元、一用于將過(guò)濾處理后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行分解，得到相應(yīng)的波段系數(shù)數(shù)據(jù)的分解単元、一用于從腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)分解出的波段系數(shù)數(shù)據(jù)提取出子帶能量特征向量的特征提取単元、一用于將提取出的肌電波信號(hào)子帶能量特征向量進(jìn)行線性感知分類(lèi)的感知分類(lèi)單元、ー用于根據(jù)獲取的線性感知分類(lèi)輸出相應(yīng)控制指令信號(hào)的控制信號(hào)単元，以及ー第二通信単元；
所述控制裝置安裝在所述玩具車(chē)上，包括有一用于將控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)匹配車(chē)速的脈沖調(diào)制信號(hào)的控制信號(hào)調(diào)制單元、一用于根據(jù)脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)玩具車(chē)電機(jī)進(jìn)行控制的電機(jī)控制単元以及ー第三通信単元，所述電機(jī) 控制単元和第三通信単元與控制信號(hào)調(diào)制単元導(dǎo)通連接，所述電機(jī)控制單元與所述玩具車(chē)的電機(jī)導(dǎo)通連接；
所述第一通信単元、第二通信単元和第三通信単元依次導(dǎo)通連接。進(jìn)ー步地，所述電波信號(hào)處理裝置還包括有一數(shù)據(jù)處理単元，所述數(shù)據(jù)處理單元與所述低通濾波單元、信號(hào)分解単元、特征提取単元、感知分類(lèi)單元、控制信號(hào)単元和第二通信単元導(dǎo)通連接，共同配合完成所述腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)的相應(yīng)處理。進(jìn)ー步地，所述電波采集單元為放置在用戶的腦前額處的單通道的干電極，所述信號(hào)放大濾波單元為T(mén)GAM芯片。進(jìn)ー步地，所述低通濾波單元為可濾掉50Hz以上高頻信號(hào)的低通濾波器，所述感知分類(lèi)單元為線性感知分類(lèi)器。進(jìn)ー步地，所述電波信號(hào)處理裝置是一安裝有控制系統(tǒng)軟件的PC機(jī)，所述數(shù)據(jù)處理單元、低通濾波單元、信號(hào)分解単元、特征提取単元、感知分類(lèi)單元、控制信號(hào)単元和第二通信単元均設(shè)于所述PC機(jī)內(nèi)。進(jìn)ー步地，所述第一通信単元、第二通信単元和第三通信單元為相互匹配的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器。進(jìn)ー步地，本控制系統(tǒng)還包括有ー用于實(shí)時(shí)拍攝所述玩具車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的攝像單元，所述攝像単元與所述腦電波信號(hào)處理裝置導(dǎo)通連接。進(jìn)ー步地，所述第一通信単元、第二通信単元和第三通信單元為相互匹配的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器，所述攝像單元為與所述第二通信単元相互匹配的無(wú)線攝像機(jī)。一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制方法，包括有以下步驟
a.采集、獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，并進(jìn)行過(guò)濾、放大處理；
b.對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)依次進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，得到用戶實(shí)時(shí)注意力和放松度，以及所述玩具車(chē)相應(yīng)控制指令信號(hào)；
c.將該控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成匹配車(chē)速的脈沖控制信號(hào)，對(duì)所述玩具車(chē)的電機(jī)進(jìn)行控制。進(jìn)ー步地，所述分解處理具體為用一維離散小波對(duì)過(guò)濾好的數(shù)據(jù)進(jìn)行6層的分解，得到相應(yīng)的Delta、Theta、Alpha、Beta節(jié)律的波段系數(shù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)方案，所述控制系統(tǒng)和控制方法通過(guò)采集用戶腦電波和肌電波直接檢測(cè)用戶實(shí)時(shí)注意力、放松度，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)玩具車(chē)的啟動(dòng)、左/右轉(zhuǎn)彎和停止等控制，既擺脫了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、遙控器等控制器，也不再需要傳感器來(lái)限制玩具車(chē)實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)彎，限制玩具車(chē)的行駛范圍和路徑，操控非常簡(jiǎn)單、容易、方便，娛樂(lè)性更強(qiáng)，而且應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，如娛樂(lè)、教育等領(lǐng)域，對(duì)于兒童注意力和放松度的訓(xùn)練以及多動(dòng)癥的輔助診療效果明顯。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例所述電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述控制系統(tǒng)的虛擬操作界面的效果示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)視頻操作界面的效果示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述ー種電動(dòng)玩具車(chē)的控制方法的流程示意 圖5是圖4本發(fā)明實(shí)施例所述控制方法中步驟B的流程示意 圖6是圖5本發(fā)明實(shí)施例所述控制方法中分解處理的原理示意圖； 圖7是圖5本發(fā)明實(shí)施例所述控制方法中感知分類(lèi)的算法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見(jiàn)圖I至圖3，本發(fā)明實(shí)施例所述的ー種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)，包括有依次導(dǎo)通連接的電波采集設(shè)備I、電波信號(hào)處理裝置2和車(chē)輛控制裝置3。其中，所述電波采集設(shè)備I包括有電波采集単元11、信號(hào)放大濾波単元12和第一通信単元13，且所述電波采集単元11、信號(hào)放大濾波単元12和第一通信単元13依次導(dǎo)通連接，所述電波采集單元11為放置在用戶的腦前額處的單通道的干電極，主要用于獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，所述信號(hào)放大濾波単元12為T(mén)GAM芯片，主要用于對(duì)獲取的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾放大；所述電波信號(hào)處理裝置2 —安裝有控制系統(tǒng)軟件的PC機(jī)，包括有低通濾波單元21、分解単元22、特征提取単元23、感知分類(lèi)單元24、控制信號(hào)単元25、數(shù)據(jù)處理単元26和第二通信単元27，所述低通濾波單元21為可濾掉50Hz以上高頻信號(hào)的低通濾波器，主要用于將放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)中的高頻信號(hào)過(guò)濾掉，所述分解単元22主要用于將過(guò)濾處理后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行分解，得到相應(yīng)的波段系數(shù)數(shù)據(jù)，所述特征提取單元23主要用于從腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)分解出的波段系數(shù)數(shù)據(jù)提取出子帶能量特征向量，所述感知分類(lèi)單元24為線性感知分類(lèi)器，主要用于將提取出的肌電波信號(hào)子帶能量特征向量進(jìn)行線性感知分類(lèi)，所述控制信號(hào)単元25主要用于根據(jù)獲取的線性感知分類(lèi)輸出相應(yīng)控制指令信號(hào)，且所述數(shù)據(jù)處理単元26與低通濾波單元21、信號(hào)分解単元22、特征提取単元23、感知分類(lèi)單元24、控制信號(hào)単元25和第二通信単元27導(dǎo)通連接，并設(shè)于PC機(jī)內(nèi)，共同配合完成腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)的相應(yīng)處理；所述控制裝置3安裝在所述玩具車(chē)上，包括有控制信號(hào)調(diào)制單元31、電機(jī)控制単元32和第三通信単元33，所述控制信號(hào)調(diào)制單元31是Arduino控制板，主要用于將控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)匹配車(chē)速的脈沖調(diào)制信號(hào)，所述電機(jī)控制單元32主要用于根據(jù)脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)玩具車(chē)電機(jī)進(jìn)行控制，且所述電機(jī)控制単元32和第三通信単元33與控制信號(hào)調(diào)制單元31導(dǎo)通連接，所述電機(jī)控制單元32與玩具車(chē)的電機(jī)導(dǎo)通連接；所述第一通信単元13、第二通信単元27和第三通信単元33為相互匹配的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器(如BLK-MD-BC04-B藍(lán)牙模塊)，且依次導(dǎo)通連接。另外，本控制系統(tǒng)還包括有ー用于實(shí)時(shí)拍攝所述玩具車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的攝像単元4，所述攝像単元4為與第二通信単元27相互匹配的無(wú)線攝像機(jī)，與PC機(jī)(電波信號(hào)處理裝置)2導(dǎo)通連接，將實(shí)時(shí)拍攝的玩具車(chē)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)2上，并在監(jiān)控操作界面28顯示，進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，同時(shí)，監(jiān)控操作界面28上設(shè)有用戶實(shí)時(shí)專(zhuān)注度信號(hào)值和放松度信號(hào)值的顯示窗ロ 29，信號(hào)值范圍為O 100 ;而且，用戶還可通過(guò)操作監(jiān)控操作界面28上設(shè)有的虛擬/實(shí)景按鈕20進(jìn)行虛擬顯示畫(huà)面和實(shí)時(shí)景象顯示畫(huà)面的切換，操控靈活，趣味性更強(qiáng)。使用時(shí)，首先把電波采集設(shè)備I戴在頭上，并將干電極(電波采集單元)11放置到前額(因?yàn)榍邦~產(chǎn)生的肌電波是采集注意力和放松度的主要部位)，采集、獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，并進(jìn)行過(guò)濾、放大處理后，通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器(第一通信単元)13把放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)發(fā)送至PC機(jī)(電波信號(hào)處理裝置)2上；然后，PC機(jī)對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)依次進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，從而建立腦電數(shù)據(jù)和大腦注意力、放松度的對(duì)應(yīng)規(guī)律，同時(shí)判斷用戶眨眼狀態(tài)得出玩具車(chē)相應(yīng)控制指令信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器(第二通信単元)27把控制指令信號(hào)發(fā)送至車(chē)輛控制裝置3上；最后，車(chē)輛控制裝置3將該控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成匹配車(chē)速的脈沖控制信號(hào)，對(duì)所述玩具車(chē)的電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)玩具車(chē)的控制。參見(jiàn)圖4至圖7，本發(fā)明實(shí)施例所述的ー種電動(dòng)玩具車(chē)的控制方法，包括有以下步驟
步驟A.采集、獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，并進(jìn)行過(guò)濾、放大處理；
步驟B.對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)依次進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，得到用戶實(shí)時(shí)注意力和放松度，以及玩具車(chē)相應(yīng)控制指令信號(hào)；
步驟C.將該控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成匹配車(chē)速的脈沖控制信號(hào)，對(duì)所述玩具車(chē)的電機(jī)進(jìn)行控制。其中，所述對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)依次進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，得到用戶實(shí)時(shí)注意力和放松度，以及玩具車(chē)相應(yīng)控制指令信號(hào)，具體可以為首先，裝載數(shù)據(jù)后通過(guò)低通濾波器將50Hz以上的高頻信號(hào)過(guò)濾掉；然后分解單元將過(guò)濾處理后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)用一維離散小波對(duì)過(guò)濾好的數(shù)據(jù)進(jìn)行6層的分解，得到相應(yīng)的Delta、Theta、Alpha、Beta節(jié)律的波段系數(shù)數(shù)據(jù)；接著特征提取單元從該波段系數(shù)數(shù)據(jù)提取出腦電波的子帶能量特征向量，從而建立腦電波數(shù)據(jù)和大腦注意力、放松度的對(duì)應(yīng)規(guī)律；再接著線性感知分類(lèi)器根據(jù)線性感知分類(lèi)算法將提取出的肌電波子帶能量特征向量進(jìn)行線性感知分類(lèi)，識(shí)別出用戶眨眼狀態(tài)；最后控制信號(hào)単元根據(jù)獲取的線性感知分類(lèi)輸出相應(yīng)控制指令信號(hào)。所述線性感知分類(lèi)算法具體可以為首先，初始化ー個(gè)ニ維數(shù)組W[2] [η]作為運(yùn)算常量，并從提取出的肌電波子帶能量特征向量中讀取K個(gè)樣本數(shù)據(jù)到ー維數(shù)據(jù)Χ[2] [η],同時(shí)初始化ー維距離數(shù)據(jù)D[2];接著，通過(guò)D[i]+ = ff[i][n]XX[i][n]公式計(jì)算出每個(gè)樣本數(shù)據(jù)的距離，并將本次樣本數(shù)據(jù)的距離D[2]和上ー個(gè)樣本數(shù)據(jù)的距離D[l]進(jìn)行對(duì)比判斷，當(dāng)D [I]大于D [2]時(shí)，對(duì)本次樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試樣本運(yùn)算，當(dāng)D [I]小于等于D [2]吋，定義W[l] [η]+ =Χ[1] [η]和W[2] [η]- =X[1] [η]，并判斷循環(huán)次數(shù)是否大于設(shè)定次數(shù)、(如2000次)，當(dāng)循環(huán)次數(shù)小于等于設(shè)定次數(shù)返回讀取下ー個(gè)樣本數(shù)據(jù)，重復(fù)前述處理，當(dāng)循環(huán)次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)進(jìn)行測(cè)試樣本運(yùn)算；最后根據(jù)測(cè)試樣本運(yùn)算公式H[i]+ = ff[i] [n] XX[i] [η]得到本次樣本數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果，并將本次樣本數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果H[2]與上ー個(gè)樣本數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果H[l]進(jìn)行判斷，當(dāng)H[l]大于H[2]時(shí)，返回?cái)?shù)值“ O”，當(dāng)H[l]小于等于H[2]時(shí)，返回?cái)?shù)值“I”；如此循環(huán)反復(fù)，完成肌電波子帶能量特征向量的感知分類(lèi)，根據(jù)該分類(lèi)結(jié)果識(shí)別出用戶眨眼狀態(tài)。這樣，本發(fā)明所述控制系統(tǒng)和控制方法通過(guò)采集用戶腦電波和肌電波直接檢測(cè)用戶實(shí)時(shí)注意力、放松度，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)玩具車(chē)的啟動(dòng)、左/右轉(zhuǎn)彎和停止等控制，既擺脫了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、遙控器等控制器，也不再需要傳感器來(lái)限制玩具車(chē)實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)彎，限制玩具車(chē)的行駛范圍和路徑，操控非常簡(jiǎn)單、容易、方 便，娛樂(lè)性更強(qiáng)，而且應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，如娛樂(lè)、教育等領(lǐng)域，對(duì)于兒童注意力和放松度的訓(xùn)練以及多動(dòng)癥的輔助診療效果明顯。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)，其特征在干，包括有依次導(dǎo)通連接的電波采集設(shè)備(I)、電波信號(hào)處理裝置(2)和車(chē)輛控制裝置(3);其中， 所述電波采集設(shè)備(I)包括有一用于獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)的電波采集単元(11)、一用于對(duì)獲取的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾放大的信號(hào)放大濾波単元(12)以及ー第一通信単元(13)，且所述電波采集単元(11)、信號(hào)放大濾波単元(12)和第一通信単元(13)依次導(dǎo)通連接； 所述電波信號(hào)處理裝置(2)包括有一用于將放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)中的高頻信號(hào)過(guò)濾掉的低通濾波單元(21)、一用于將過(guò)濾處理后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行分解，得到相應(yīng)的波段系數(shù)數(shù)據(jù)的分解単元(22)、一用于從腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)分解出的波段系數(shù)數(shù)據(jù)提取出子帶能量特征向量的特征提取単元(23 )、一用于將提取出的肌電波信號(hào)子帶能量特征向量進(jìn)行線性感知分類(lèi)的感知分類(lèi)單元(24)、一用于根據(jù)獲取的線性感知分類(lèi)輸出相應(yīng)控制指令信號(hào)的控制信號(hào)単元(25)，以及ー第二通信単元(27)； 所述控制裝置(3)安裝在所述玩具車(chē)上，包括有一用于將控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)匹配車(chē)速的脈沖調(diào)制信號(hào)的控制信號(hào)調(diào)制單元(31)、一用于根據(jù)脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)玩具車(chē)電機(jī)進(jìn)行控制的電機(jī)控制単元(32)以及ー第三通信単元(33)，所述電機(jī)控制單元(32)和第三通信単元(33)與控制信號(hào)調(diào)制單元(31)導(dǎo)通連接，所述電機(jī)控制單元(32)與所述玩具車(chē)的電機(jī)導(dǎo)通連接； 所述第一通信単元(13)、第二通信単元(27)和第三通信単元(33)依次導(dǎo)通連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電波信號(hào)處理裝置(2)還包括有一數(shù)據(jù)處理単元(26)，所述數(shù)據(jù)處理單元(26)與所述低通濾波單元(21)、信號(hào)分解単元(22)、特征提取単元(23)、感知分類(lèi)單元(24)、控制信號(hào)単元(25)和第二通信単元(27)導(dǎo)通連接，共同配合完成所述腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)的相應(yīng)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電波采集單元(11)為放置在用戶的腦前額處的單通道的干電極，所述信號(hào)放大濾波単元(12)為T(mén)GAM芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述低通濾波單元(21)為可濾掉50Hz以上高頻信號(hào)的低通濾波器，所述感知分類(lèi)單元(24)為線性感知分類(lèi)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任何一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電波信號(hào)處理裝置(2)是一安裝有控制系統(tǒng)軟件的PC機(jī)，所述數(shù)據(jù)處理單元(26)、低通濾波單元(21)、信號(hào)分解単元(22)、特征提取単元(23)、感知分類(lèi)單元(24)、控制信號(hào)単元(25)和第二通信單元(27)均設(shè)于所述PC機(jī)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任何ー項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信単元(13)、第二通信単元(27)和第三通信単元(33)為相互匹配的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng),其特征在于,本控制系統(tǒng)還包括有ー用于實(shí)時(shí)拍攝所述玩具車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的攝像單元(4)，所述攝像単元(4)與所述腦電波信號(hào)處理裝置(2 )導(dǎo)通連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信単元(13)、第二通信單元(27)和第三通信単元(33)為相互匹配的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器，所述攝像単元(4)為與所述第二通信単元(27)相互匹配的無(wú)線攝像機(jī)。
9.一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制方法，其特征在于，包括有以下步驟a.采集、獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，并進(jìn)行過(guò)濾、放大處理； b.對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)依次進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，得到用戶實(shí)時(shí)注意力和放松度，以及所述玩具車(chē)相應(yīng)控制指令信號(hào)； c.將該控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成匹配車(chē)速的脈沖控制信號(hào)，對(duì)所述玩具車(chē)的電機(jī)進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述分解處理具體為用一維離散小波對(duì)過(guò)濾好的數(shù)據(jù)進(jìn)行6層的分解,得到相應(yīng)的Delta、Theta、Alpha、Beta節(jié)律的波段系數(shù)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)玩具車(chē)的控制系統(tǒng)及控制方法，該控制系統(tǒng)包括有一用于采集、獲取用戶腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)，并進(jìn)行過(guò)濾、放大處理的電波采集設(shè)備，一用于對(duì)放大后的腦電波信號(hào)和肌電波信號(hào)進(jìn)行低通濾波、分解、特征提取、線性感知分類(lèi)處理，得到相應(yīng)控制指令信號(hào)的電波信號(hào)處理裝置，一將該控制指令信號(hào)轉(zhuǎn)換成匹配車(chē)速的脈沖控制信號(hào)，對(duì)玩具車(chē)的電機(jī)進(jìn)行控制的車(chē)輛控制裝置，并通過(guò)其上設(shè)有的無(wú)線藍(lán)牙收發(fā)器依次導(dǎo)通連接。這樣，通過(guò)采集用戶腦電波和肌電波直接檢測(cè)實(shí)時(shí)注意力、放松度和玩具車(chē)的控制，擺脫了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、遙控器等控制器，操控簡(jiǎn)單、方便，娛樂(lè)性強(qiáng)，且應(yīng)用廣范，對(duì)于兒童注意力和放松度的訓(xùn)練和多動(dòng)癥的輔助診療效果明顯。
文檔編號(hào)A63H17/36GK102728068SQ20121022632
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者吳方, 林煥楊, 陳東偉, 韋逸成, 韓娜, 黃家良 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)珠海學(xué)院