一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，本方法通過短暫的視覺刺激訓(xùn)練，可以通過想象運(yùn)動控制虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中人物運(yùn)動，包括訓(xùn)練模式和應(yīng)用模式，在訓(xùn)練模式中，智能眼鏡界面只顯示簡單刺激誘發(fā)范式，實(shí)時地采集來自用戶的腦電數(shù)據(jù)和簡單視覺刺激傳送的事件代碼；讀取腦電信號和事件代碼，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，建立合適的模型。在應(yīng)用模式中，智能眼鏡界面呈現(xiàn)活動場景接收指令控制信號并通過界面內(nèi)人物活動反饋給用戶；采集用戶的腦電數(shù)據(jù)，讀取腦電數(shù)據(jù)，經(jīng)過訓(xùn)練模式中建立的模型分析并將結(jié)果發(fā)送到指令控制模塊；指令控制模塊接收結(jié)果，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制指令輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。本發(fā)明提高了識別率，增加了實(shí)用性。
【專利說明】—種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及腦-機(jī)接口領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人機(jī)接口是指在人機(jī)交互當(dāng)中用來交換信息，建立聯(lián)系的輸入/輸出設(shè)備的接口，她的目的是實(shí)現(xiàn)用戶對設(shè)備的操作和設(shè)備反饋信息的理解。人機(jī)交互系統(tǒng)可以是各種機(jī)器，其中，計算機(jī)就是一種典型的人機(jī)交互系統(tǒng)。人機(jī)接口可以通過各種設(shè)備來實(shí)現(xiàn)信息交互，例如:我們常用的鍵盤、鼠標(biāo)和顯示屏幕等。使用大腦信號直接控制機(jī)器的腦-機(jī)接口(BCI)技術(shù)也是其中的一種。傳統(tǒng)的人機(jī)接口主要包括按鍵，顯示器等輸入輸出設(shè)備，對于這些設(shè)備的操作都需要操作人使用一定的肢體動作來表達(dá)自己的意愿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，本發(fā)明提高了識別率，增加了實(shí)用性，詳見下文描述:
[0004]一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，所述方法包括以下步驟:
[0005](I)建立顯示界面；
[0006]( 2 )搭建腦電信號采集平臺，采集腦電信號；
[0007](3)判斷用戶的模式為訓(xùn)練模式還是應(yīng)用模式，如果是訓(xùn)練模式，執(zhí)行步驟(4)，否則為應(yīng)用模式，執(zhí)行步驟(6);
[0008](4)智能眼鏡中顯示簡單視覺刺激范式，通過腦電信號采集平臺采集讀取此時的腦電數(shù)據(jù)，判斷腦電數(shù)據(jù)的儲存時間是否達(dá)到反應(yīng)時間，如果是，執(zhí)行步驟(5)，如果否，繼續(xù)讀取腦電數(shù)據(jù)直到滿足時間條件后，執(zhí)行步驟(5);
[0009]( 5 )截取提取到的腦電數(shù)據(jù)，對腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和模式識別，統(tǒng)計訓(xùn)練模式中的腦電數(shù)據(jù)，建立對應(yīng)用戶的模型并存儲；
[0010](6)智能眼鏡中顯示虛擬現(xiàn)實(shí)場景，通過腦電信號采集平臺采集讀取應(yīng)用模式中的腦電數(shù)據(jù)，使用步驟(5)中產(chǎn)生的用戶模型進(jìn)行即時的特征提取和模式識別，根據(jù)用戶指令輸出指令結(jié)果，執(zhí)行步驟(7);
[0011](7)將上一步輸出的指令結(jié)果發(fā)送到指令控制模塊，再由指令控制模塊輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的人物就會做出相應(yīng)的動作，反饋給用戶，形成完整的閉環(huán)。
[0012]所述腦電信號采集平臺具體為:
[0013]腦電信號的采集采用40導(dǎo)腦電放大器，采集3導(dǎo)腦電信號，按照國際的10-20系統(tǒng)排列，所有導(dǎo)聯(lián)的腦電信號以右乳突為參考，以左乳突為地，阻抗值均在5K以下。
[0014]所述特征提取和模式識別具體為:
[0015]設(shè)m層小波包分解后第w個節(jié)點(diǎn)的系數(shù)為向量Wi，則第α個小波包的歸一化能量為Pa ；
【權(quán)利要求】
1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)建立顯示界面； (2)搭建腦電信號采集平臺，采集腦電信號； (3)判斷用戶的模式為訓(xùn)練模式還是應(yīng)用模式，如果是訓(xùn)練模式，執(zhí)行步驟(4)，否則為應(yīng)用模式，執(zhí)行步驟(6); (4)智能眼鏡中顯示簡單視覺刺激范式，通過腦電信號采集平臺采集讀取此時的腦電數(shù)據(jù)，判斷腦電數(shù)據(jù)的 儲存時間是否達(dá)到反應(yīng)時間，如果是，執(zhí)行步驟(5)，如果否，繼續(xù)讀取腦電數(shù)據(jù)直到滿足時間條件后，執(zhí)行步驟(5)； (5 )截取提取到的腦電數(shù)據(jù)，對腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和模式識別，統(tǒng)計訓(xùn)練模式中的腦電數(shù)據(jù)，建立對應(yīng)用戶的模型并存儲； (6)智能眼鏡中顯示虛擬現(xiàn)實(shí)場景，通過腦電信號采集平臺采集讀取應(yīng)用模式中的腦電數(shù)據(jù)，使用步驟(5)中產(chǎn)生的用戶模型進(jìn)行即時的特征提取和模式識別，根據(jù)用戶指令輸出指令結(jié)果，執(zhí)行步驟(7); (7)將上一步輸出的指令結(jié)果發(fā)送到指令控制模塊，再由指令控制模塊輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境當(dāng)中，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的人物就會做出相應(yīng)的動作，反饋給用戶，形成完整的閉環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，其特征在于，所述腦電信號采集平臺具體為: 腦電信號的采集采用40導(dǎo)腦電放大器，采集3導(dǎo)腦電信號，按照國際的10-20系統(tǒng)排列，所有導(dǎo)聯(lián)的腦電信號以右乳突為參考，以左乳突為地，阻抗值均在5K以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的智能眼鏡腦-機(jī)接口方法，其特征在于，所述特征提取和模式識別具體為: 設(shè)m層小波包分解后第w個節(jié)點(diǎn)的系數(shù)為向量Wi，則第個小波包的歸一化能量為Pa ；
【文檔編號】G06F3/01GK103955269SQ201410140712
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】孔麗文, 薛召軍, 明東, 陳龍, 何峰, 綦宏志, 趙欣, 周鵬, 張力新, 萬柏坤 申請人:天津大學(xué)