智能輪椅中腦-機(jī)接口技術(shù)的研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人類社會(huì)文明的發(fā)展,社會(huì)各界人士越來(lái)越關(guān)注關(guān)于保障殘疾人和老年人等弱勢(shì)群體的生活質(zhì)量的工作。作為一種輔助代步工具,智能輪椅早已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活,然而現(xiàn)有的智能輪椅越來(lái)越滿足不了缺乏生活自理能力的殘疾人和老年人的需求,因此我們需要研究一種操作更方便、使用更安全的新型智能輪椅。
　　腦-機(jī)接口(Brain-Computer Interface, BCI)技術(shù)是一種利用腦電圖(Electroencephalograph,EEG)信

2、號(hào),取代常規(guī)的外周神經(jīng)和肌肉,與外界裝置實(shí)現(xiàn)通信和控制的技術(shù)。這些年,BCI技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的軍事、醫(yī)療、工業(yè)、康復(fù)等控制領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。尤其是在康復(fù)領(lǐng)域,利用BCI技術(shù)可以幫助許許多多中樞神經(jīng)系統(tǒng)遭到重度損害而腦神經(jīng)功能健康的患者恢復(fù)交流和生活自理的能力。
　　本文設(shè)計(jì)了一種受試者僅需少量訓(xùn)練就可以方便快捷地控制的BCI智能輪椅控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)腦神經(jīng)功能正常的人在進(jìn)行左手和右手運(yùn)動(dòng)想象時(shí),大腦對(duì)應(yīng)區(qū)域的EEG節(jié)律增高

3、而波幅降低;以及在短時(shí)間閉目后腦電中的α波振幅均可顯著增強(qiáng)這些特征,采集了 C3、C4兩個(gè)電極的腦電信號(hào),將檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行前置放大隔離,然后經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)字信號(hào)處理、模式識(shí)別和分類,最后控制電動(dòng)輪椅進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。
　　本系統(tǒng)通過(guò)德州儀器(TI)公司的ADS1198為核心的模擬前端電路實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的采集、放大、隔離等預(yù)處理操作,利用Altera公司的FPGA芯片Cyclone II EP2C70F896C6以及PC機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處