一種軌道車腦波控制裝置及腦波控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道車腦波控制裝置，包括對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置、與腦電信號(hào)獲取裝置進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)處理終端、與數(shù)據(jù)處理終端進(jìn)行通信的主控制器和通過調(diào)整被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)被控制軌道車進(jìn)行啟停與增減速控制的軌道車控制電路，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、體積小且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便對(duì)軌道車進(jìn)行腦波控制，且投入成本較低。同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種軌道車腦波控制方法，包括步驟：一、腦波信號(hào)獲取及上傳；二、關(guān)注度分析及電壓調(diào)整：控制信息判定、控制信息輸出和驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整，該方法簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好，能基于腦電信號(hào)對(duì)軌道車簡(jiǎn)便進(jìn)行啟停與增減速控制。
【專利說明】
一種軌道車腦波控制裝置及腦波控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于腦波控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種軌道車腦波控制裝置及腦波控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著腦波技術(shù)的興起，腦波采集技術(shù)也得到飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的腦波采集都是在皮下進(jìn)行，使用操作非常不便，因此也很難應(yīng)用到其它領(lǐng)域。現(xiàn)如今，美國(guó)NeuroSky (中文名:神念科技)公司開發(fā)出一款腦立方耳機(jī)(如Mindwave Mobile腦立方耳機(jī))，只要一個(gè)干觸點(diǎn)就能采集腦電信號(hào)，使用操作非常簡(jiǎn)便?，F(xiàn)有的腦波控制軌道車，主要是一個(gè)英國(guó)人利用腦立方耳機(jī)采集意念，并通過電腦對(duì)所采集信號(hào)處理后，再用藍(lán)牙連接Arduino處理器，并由Arduino處理器輸出PWM控制信號(hào)到MOSFET管(用于放大和轉(zhuǎn)換電子信號(hào))的連接器控制軌道車的啟停。此處的軌道車為游戲軌道車，該游戲軌道車是指在移動(dòng)軌道上連接電源，正常情況下移動(dòng)軌道上所連接電源的供電回路處于開路狀態(tài)，軌道車的兩個(gè)車輪作為所連接電源的供電回路中的兩個(gè)接線點(diǎn)，將軌道車放置于移動(dòng)軌道上后，該供電回路閉合，軌道車開始運(yùn)動(dòng)。上述現(xiàn)有的腦波控制軌道車，雖然能對(duì)軌道車進(jìn)行有效控制，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、龐大，軌道車控制過程繁瑣，不容易操作，并且需借助電腦和Arduino處理器才能完成控制過程，所投入成本較高，專業(yè)性要求較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種軌道車腦波控制裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、體積小且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便對(duì)軌道車進(jìn)行腦波控制，且投入成本較低。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:包括對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置、與腦電信號(hào)獲取裝置進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)處理終端、與數(shù)據(jù)處理終端進(jìn)行通信的主控制器和通過調(diào)整被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)被控制軌道車進(jìn)行啟停與增減速控制的軌道車控制電路，所述軌道車控制電路與主控制器相接，且軌道車控制電路與所述被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電源相接；所述數(shù)據(jù)處理終端包括數(shù)據(jù)處理器和由所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行控制的顯示器，所述數(shù)據(jù)處理器分別與腦電信號(hào)獲取裝置和主控制器進(jìn)行通信。
[0005]上述一種軌道車腦波控制裝置，其特征是:所述腦電信號(hào)獲取裝置為MindwaveMobile腦立方耳機(jī)。
[0006]上述一種軌道車腦波控制裝置，其特征是:所述數(shù)據(jù)處理終端為平板電腦或智能手機(jī)；所述數(shù)據(jù)處理器與腦電信號(hào)獲取裝置和主控制器之間均以無線通信方式進(jìn)行通信。
[0007]上述一種軌道車腦波控制裝置，其特征是:所述軌道車控制電路包括控制芯片和與所述控制芯片相接的達(dá)林頓管TIP122，所述主控制器的8位數(shù)字輸出端分別與所述控制芯片的8個(gè)數(shù)字輸入端相接。
[0008]上述一種軌道車腦波控制裝置，其特征是:所述控制芯片為芯片DAC0832 ;所述芯片DAC0832的VREF引腳與達(dá)林頓管TIP122的第一極相接，達(dá)林頓管TIP122的第二極接地且其第三極為負(fù)電源輸出端，所述驅(qū)動(dòng)電源為直流電源且其正極為正電源輸出端，所述直流電源的負(fù)極接地?’芯片DAC0832的RFB引腳和1UTl引腳均接地，芯片DAC0832的1UTl
引腳接+5V電源端，芯片DAC0832的巧、WRl、WR2和FXER引腳均接地,芯片DAC0832
的ILE和VDD引腳均接+15V電源端。
[0009]上述一種軌道車腦波控制裝置，其特征是:所述被控制軌道車的軌道包括兩道平行布設(shè)的導(dǎo)軌，兩道所述導(dǎo)軌分別與正電源輸出端和負(fù)電源輸出端相接；所述被控制軌道車的兩個(gè)車輪為導(dǎo)電車輪。
[0010]同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種方法簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好、能基于腦電信號(hào)對(duì)軌道車簡(jiǎn)便進(jìn)行啟停與增減速控制的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0011]步驟一、腦波信號(hào)獲取及上傳:采用腦電信號(hào)獲取裝置且按預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行處理得出當(dāng)前狀態(tài)下被測(cè)試者的關(guān)注度D，再將分析得出的關(guān)注度D同步傳送至數(shù)據(jù)處理終端；
[0012]步驟二、關(guān)注度分析及電壓調(diào)整:按照時(shí)間先后順序，對(duì)步驟一中所述腦電信號(hào)獲取裝置傳送的關(guān)注度D進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整；對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置傳送的任一個(gè)關(guān)注度D，其關(guān)注度分析及電壓調(diào)整過程如下:
[0013]步驟201、控制信息判定:所述數(shù)據(jù)處理終端根據(jù)預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)關(guān)注度閾值CO和高速運(yùn)行關(guān)注度閾值Cl，對(duì)當(dāng)前所分析關(guān)注度D進(jìn)行判斷，并得出當(dāng)前狀態(tài)下被控制軌道車的控制信息，所述控制信息為停止、低速運(yùn)行和高速運(yùn)行；其中，當(dāng)D < CO時(shí)，控制信息為停止；當(dāng)CO < D < Cl時(shí)，控制信息為低速運(yùn)行；當(dāng)D > Cl時(shí)，控制信息為高速運(yùn)行；
[0014]步驟202、控制信息輸出:數(shù)據(jù)處理終端將步驟201中判定出的控制信息輸送至軌道車控制電路；
[0015]步驟203、驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整:所述軌道車控制電路根據(jù)所接收的控制信息，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整，并通過調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓，對(duì)所述被控制軌道車進(jìn)行啟停和增減速控制:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為O ;當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為Vi;當(dāng)所接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V2 ;其中，Vl < V2 ；
[0016]步驟204、按照步驟201至步驟203中所述的方法，對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置傳送的下一個(gè)關(guān)注度D進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整；
[0017]步驟205、多次重復(fù)步驟204，直至完成所述被控制軌道車的全部控制過程。
[0018]上述方法，其特征是:所述軌道車控制電路包括控制芯片和與所述控制芯片相接的達(dá)林頓管TIP122，所述主控制器的8位數(shù)字輸出端分別與所述控制芯片的8個(gè)數(shù)字輸入端相接；所述控制芯片為芯片DAC0832 ;所述芯片DAC0832的VREF引腳與達(dá)林頓管TIP122的第一極相接，達(dá)林頓管TIP122的第二極接地且其第三極為負(fù)電源輸出端，所述驅(qū)動(dòng)電源為直流電源且其正極為正電源輸出端，所述直流電源的負(fù)極接地；芯片DAC0832的RFB引腳和1UTl引腳均接地；所述直流電源的供電電壓為Vmax ；
[0019]步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，通過所述控制芯片對(duì)所接收的控制信息進(jìn)行分析，并輸出控制值K:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值為O;當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = K1，且 K I
VI=— X Vmax;當(dāng)所接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = K2， K 2
且= ^ X Vmax;其中，O < Kl < K2 < 255。
255
[0020]上述方法，其特征是:步驟二中所述控制信息還包括全速運(yùn)行；步驟201中進(jìn)行控制信息判定時(shí)，還需對(duì)當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息進(jìn)行同步存儲(chǔ)，并將當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息與上一個(gè)判定出的控制信息進(jìn)行對(duì)比:當(dāng)上一個(gè)判定出的控制信息為停止且當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，步驟202中進(jìn)行控制信息輸出時(shí)，先輸出全速運(yùn)行的控制信息，且0.1s?Is后，再輸出低速運(yùn)行的控制信息；
[0021]步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，當(dāng)所接收控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V3，其中V2 < V3。
[0022]上述方法，其特征是:所述控制信息為數(shù)值Κ0，當(dāng)控制信息為停止時(shí)，KO = O ;當(dāng)控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，KO = I ;當(dāng)控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，KO = 2 ;當(dāng)控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，KO = 3。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、所采用的軌道車腦波控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、接線方便且使用操作簡(jiǎn)便、使用效果好，能簡(jiǎn)便對(duì)軌道車進(jìn)行腦波控制，投入成本較低，并且體積小，便于攜帶。
[0025]2、使用操作簡(jiǎn)便且投入成本較低，所采用的智能手機(jī)和平板電腦均為常用電腦，并且操作簡(jiǎn)便，攜帶方便。并且，所采集的關(guān)注度D能直觀在智能手機(jī)或平板電腦上，使用操作更加簡(jiǎn)便，樣既減少了系統(tǒng)成本，也增加了人機(jī)交互性。
[0026]3、所采用的軌道車控制電路電路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且使用效果好，軌道車控制電路中芯片DAC0832的輸出量為對(duì)達(dá)林頓管ΤΙΡ122進(jìn)行控制的模擬量信號(hào)，具體通過控制達(dá)林頓管ΤΙΡ122的工作電流大小對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整。所采用的達(dá)林頓管ΤΙΡ122自身具有成本低、工作性能穩(wěn)定、工作電流調(diào)整方便、接線簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而能簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整，并且電壓調(diào)整效果好，調(diào)整及時(shí)、快速。
[0027]4、所采用的軌道車腦波控制方法步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便且使用效果好、能基于腦電信號(hào)對(duì)軌道車簡(jiǎn)便進(jìn)行啟停與增減速控制。
[0028]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明所采用軌道車腦波控制裝置的電路原理框圖。
[0030]圖2為本發(fā)明所采用主控制器、軌道車控制電路和軌道的電路原理圖。
[0031]圖3為本發(fā)明所采用軌道車腦波控制方法的方法流程框圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明:
[0033]I 一腦電信號(hào)獲取裝置；2—數(shù)據(jù)處理終端； 3—主控制器；
[0034]4一軌道車控制電路； 5_1—無線通/[目模塊二。

【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1所示的一種軌道車腦波控制裝置，包括對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置1、與腦電信號(hào)獲取裝置I進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)處理終端2、與數(shù)據(jù)處理終端2進(jìn)行通信的主控制器3和通過調(diào)整被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)被控制軌道車進(jìn)行啟停與增減速控制的軌道車控制電路4，所述軌道車控制電路4與主控制器3相接，且軌道車控制電路4與所述被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電源相接。所述數(shù)據(jù)處理終端2包括數(shù)據(jù)處理器和由所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行控制的顯示器，所述數(shù)據(jù)處理器分別與腦電信號(hào)獲取裝置I和主控制器3進(jìn)行通信。
[0036]本實(shí)施例中，所述腦電信號(hào)獲取裝置I為Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)。
[0037]所述Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)為美國(guó)NeuroSky (中文名:神念科技)公司研發(fā)的腦立方耳機(jī)。所述腦立方耳機(jī)從被測(cè)試者的額頭處采集腦電信號(hào)(也稱腦波數(shù)據(jù))，所述腦立方耳機(jī)包括腦電電極和與腦電電極相接的腦電采集芯片(如TGAM腦電模塊)。所述腦立方耳機(jī)能對(duì)所采集腦電信號(hào)進(jìn)行去偽波、放大、FFT (快速傅里葉變換)等處理，并能對(duì)50Hz工頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除。同時(shí)，所述腦立方耳機(jī)還能根據(jù)當(dāng)前所采集的腦電信號(hào)相應(yīng)給出專心度和放松度的數(shù)值。因而，該腦立方耳機(jī)的功能完善，且使用操作簡(jiǎn)便。所述腦立方耳機(jī)采集腦電信號(hào)后輸出的數(shù)據(jù)有以下兩種:一種是未處理的原始數(shù)據(jù)，另一種是芯片自處理后的數(shù)據(jù)，參見Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)的使用說明書。
[0038]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理終端2為平板電腦或智能手機(jī)。
[0039]并且，所述平板電腦和智能手機(jī)均采用Andr1d系統(tǒng)。
[0040]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理器與腦電信號(hào)獲取裝置I和主控制器3之間均以無線通信方式進(jìn)行通信。
[0041]同時(shí)，本發(fā)明還包括與腦電信號(hào)獲取裝置I相接的無線通信模塊一，所述數(shù)據(jù)處理終端2還包括與所述數(shù)據(jù)處理器相接的無線通信模塊二 ；所述數(shù)據(jù)處理器通過所述無線通信模塊二和所述無線通信模塊一與腦電信號(hào)獲取裝置I進(jìn)行通信。
[0042]并且，本發(fā)明還包括與主控制器3相接的無線通信模塊三5-1，所述數(shù)據(jù)處理終端2還包括與所述數(shù)據(jù)處理器相接的無線通信模塊四；所述數(shù)據(jù)處理器通過所述無線通信模塊四和無線通信模塊三5-1與主控制器3進(jìn)行通信。
[0043]本實(shí)施例中，所述無線通信模塊一、所述無線通信模塊二、無線通信模塊三5-1和所述無線通信模塊四均為藍(lán)牙無線通信模塊。
[0044]其中，所述無線通信模塊一為所述腦立方耳機(jī)自帶的藍(lán)牙無線通信模塊。所述無線通信模塊二和所述無線通信模塊四均為所述數(shù)據(jù)處理終端2自帶的藍(lán)牙無線通信模塊。
[0045]實(shí)際使用時(shí)，所述無線通信模塊一和無線通信模塊三5-1均工作于被動(dòng)模式，所述無線通信模塊二和所述無線通信模塊四均工作于被動(dòng)模式。其中，主動(dòng)模式是指該藍(lán)牙無線通信模塊主動(dòng)搜索設(shè)定的藍(lán)牙無線通信模塊，被動(dòng)模式是指設(shè)定其它藍(lán)牙無線通信模塊搜索該藍(lán)牙無線通信模塊。也就是說，所述無線通信模塊二主動(dòng)搜索所述無線通信模塊一，所述無線通信模塊三5-1主動(dòng)搜索所述無線通信模塊四。
[0046]實(shí)際使用時(shí)，所述軌道車控制電路4包括控制芯片和與所述控制芯片相接的達(dá)林頓管TIP122，所述主控制器3的8位數(shù)字輸出端分別與所述控制芯片的8個(gè)數(shù)字輸入端相接。
[0047]本實(shí)施例中，如圖2所示，所述控制芯片為芯片DAC0832。所述芯片DAC0832的VREF引腳與達(dá)林頓管TIP122的第一極相接，達(dá)林頓管TIP122的第二極接地且其第三極為負(fù)電源輸出端，所述驅(qū)動(dòng)電源為直流電源且其正極為正電源輸出端，所述直流電源的負(fù)極接地?’芯片DAC0832的RFB引腳和1UTl引腳均接地，芯片DAC0832的1UTl引腳接+5V電源端，芯片DAC0832的斤、WRl, 和？^引腳均接地，芯片DAC0832的ILE和VDD
引腳均接+15V電源端。
[0048]實(shí)際接線時(shí)，芯片DAC0832的10UT2引腳接+5V電源端，芯片DAC0832的GND引腳均接地。
[0049]本實(shí)施例中，所述主控制器3為芯片STC89C52，芯片STC89C52的P0.0至P0.7引腳分別接芯片DAC0832的D1至DI7引腳。
[0050]實(shí)際使用時(shí)，所述主控制器3也可以采用其它類型的控制器芯片，如51系列單片機(jī)。
[0051]并且，所述主控制器3與無線通信模塊三5-1之間通過串行接口連接。本實(shí)施例中，所述無線通信模塊三5-1為芯片HL_MD08R_C2A。實(shí)際接線時(shí)，芯片STC89C52的P3.0引腳和P3.1引腳分別與芯片HL_MD08R_C2A的TTLTX引腳和TTL RX引腳相接。芯片HL_MD08R_C2A的供電電源為+5V電源。
[0052]本實(shí)施例中，所述被控制軌道車的軌道5包括兩道平行布設(shè)的導(dǎo)軌，兩道所述導(dǎo)軌分別與正電源輸出端和負(fù)電源輸出端相接；所述被控制軌道車的兩個(gè)車輪為導(dǎo)電車輪。并且，兩個(gè)所述車輪之間通過導(dǎo)電體進(jìn)行連接。
[0053]本實(shí)施例中，所述軌道5為環(huán)形軌道，并且軌道5的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述軌道5包括一個(gè)內(nèi)側(cè)軌道和一個(gè)外側(cè)所述內(nèi)側(cè)軌道外側(cè)的外側(cè)軌道。
[0054]同時(shí)，本發(fā)明所述的軌道車腦波控制裝置還包括一個(gè)控制面板。所述控制面板上設(shè)置有兩個(gè)電源接口，每個(gè)電源接口均包括一個(gè)正電源輸出端和一個(gè)負(fù)電源輸出端。兩個(gè)所述軌道5分別使用一個(gè)電源接口。所述控制面板上的正電源輸出端均接所述直流電源的正極，所述控制面板上的負(fù)電源輸出端均接達(dá)林頓管TIP122的第三極。
[0055]實(shí)際接線時(shí)，對(duì)于所述內(nèi)側(cè)軌道而言，所述內(nèi)側(cè)軌道的一個(gè)導(dǎo)軌通過導(dǎo)線接負(fù)電源輸出端，所述內(nèi)側(cè)軌道的另一個(gè)導(dǎo)軌經(jīng)電阻Rl后接正電源輸出端。并且，所述內(nèi)側(cè)軌道的另一個(gè)導(dǎo)軌與正電源輸出端之間接有保險(xiǎn)絲PTC1。同時(shí)，所述內(nèi)側(cè)軌道所連接的所述控制面板上的正電源輸出端和負(fù)電源輸出端之間接有電容Cl。
[0056]相應(yīng)地，所述外側(cè)軌道的一個(gè)導(dǎo)軌通過導(dǎo)線接負(fù)電源輸出端，所述內(nèi)側(cè)軌道的另一個(gè)導(dǎo)軌接正電源輸出端。并且，所述外側(cè)軌道的另一個(gè)導(dǎo)軌與正電源輸出端之間接有保險(xiǎn)絲PTC2。同時(shí)，所述外側(cè)軌道所連接的所述控制面板上的正電源輸出端和負(fù)電源輸出端之間接有電容C2。
[0057]同時(shí)，所述控制面板還包括兩組控制端，一組控制端包括A、B和C接線端，一組控制端為A’、B’和C’接線端，B’和C’接線端之間接有電阻R2。此處，兩組控制端均未使用。
[0058]如圖3所示的一種軌道車腦波控制方法，包括以下步驟:
[0059]步驟一、腦波信號(hào)獲取及上傳:采用腦電信號(hào)獲取裝置I且按預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)(也稱為腦電信號(hào))進(jìn)行采集，并對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行處理得出當(dāng)前狀態(tài)下被測(cè)試者的關(guān)注度D，再將分析得出的關(guān)注度D同步傳送至數(shù)據(jù)處理終端2。此處，被測(cè)試者為對(duì)被控制軌道車進(jìn)行控制的控制人員。
[0060]步驟二、關(guān)注度分析及電壓調(diào)整:按照時(shí)間先后順序，對(duì)步驟一中所述腦電信號(hào)獲取裝置I傳送的關(guān)注度D進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整；對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置I傳送的任一個(gè)關(guān)注度D，其關(guān)注度分析及電壓調(diào)整過程如下:
[0061]步驟201、控制信息判定:所述數(shù)據(jù)處理終端2根據(jù)預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)關(guān)注度閾值CO和高速運(yùn)行關(guān)注度閾值Cl，對(duì)當(dāng)前所分析關(guān)注度D進(jìn)行判斷，并得出當(dāng)前狀態(tài)下被控制軌道車的控制信息，所述控制信息為停止、低速運(yùn)行和高速運(yùn)行；其中，當(dāng)D < CO時(shí)，控制信息為停止；當(dāng)⑶< D < Cl時(shí)，控制信息為低速運(yùn)行；當(dāng)D > Cl時(shí)，控制信息為高速運(yùn)行。
[0062]步驟202、控制信息輸出:數(shù)據(jù)處理終端2將步驟201中判定出的控制信息輸送至軌道車控制電路4。
[0063]步驟203、驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整:所述軌道車控制電路4根據(jù)所接收的控制信息，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整，并通過調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓，對(duì)所述被控制軌道車進(jìn)行啟停和增減速控制:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為O ;當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為Vl ;當(dāng)所接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V2 ;其中，Vl < V2。
[0064]步驟204、按照步驟201至步驟203中所述的方法，對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置I傳送的下一個(gè)關(guān)注度D進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整。
[0065]步驟205、多次重復(fù)步驟204，直至完成所述被控制軌道車的全部控制過程。
[0066]也就是說，步驟二中進(jìn)行關(guān)注度分析及電壓調(diào)整時(shí)，對(duì)于所述腦電信號(hào)獲取裝置I傳送的所有關(guān)注度D，所采用的關(guān)注度分析及電壓調(diào)整方法均相同。
[0067]本實(shí)施例中，步驟二中進(jìn)行關(guān)注度分析時(shí)，調(diào)用關(guān)注度分析模塊進(jìn)行分析，并且關(guān)注度分析模塊為基于java語言開發(fā)的模塊。
[0068]本實(shí)施例中，所述直流電源的供電電壓為Vmax。
[0069]步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，通過所述控制芯片對(duì)所接收的控制信息進(jìn)行分析，并輸出控制值K:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值為0(此時(shí)，K = O);當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = Kl，且
Kl
ν? = ? X Vmax；當(dāng)所接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = K2， K 2
且 V2=^.x Vmax;其中，ο < Kl < K2 < 255。
[0070]本實(shí)施例中，步驟二中所述控制信息還包括全速運(yùn)行；步驟201中進(jìn)行控制信息判定時(shí)，還需對(duì)當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息進(jìn)行同步存儲(chǔ)，并將當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息與上一個(gè)判定出的控制信息進(jìn)行對(duì)比:當(dāng)上一個(gè)判定出的控制信息為停止且當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，步驟202中進(jìn)行控制信息輸出時(shí)，先輸出全速運(yùn)行的控制信息，且0.1s?Is后，再輸出低速運(yùn)行的控制信息。這樣，使得被控制軌道車能克服啟動(dòng)時(shí)所需要的較大阻力，從而達(dá)到快速啟動(dòng)的目的，使得被控制軌道車啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間更短，動(dòng)作更敏捷。
[0071]步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，當(dāng)所接收控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V3，其中V2 < V3。
[0072]本實(shí)施例中，V3 = Vmax0實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)V3的取值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)難
iF.0
[0073]本實(shí)施例中，所述控制信息為數(shù)值K0，當(dāng)控制信息為停止時(shí)，KO = O ;當(dāng)控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，KO = I ;當(dāng)控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，KO = 2 ;當(dāng)控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，KO =3。
[0074]實(shí)際使用時(shí),采用美國(guó)NeuroSky公司推出的Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)采集腦電信號(hào)，并利用腦立方耳機(jī)自帶的藍(lán)牙無線通信模塊將所采集腦電信號(hào)傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)或平板電腦，智能手機(jī)或平板電腦接收到所采集腦電信號(hào)后進(jìn)行分析并輸出相應(yīng)的控制信息，所述主控制器3再將接收到的控制信息傳至軌道車控制電路4，由軌道車控制電路4對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整，并相應(yīng)對(duì)被控制軌道車進(jìn)行啟動(dòng)和增減速控制。
[0075]所述軌道車控制電路4中芯片DAC0832的輸入端為數(shù)字量，且其接收主控制器3發(fā)送的數(shù)字量信號(hào)；而芯片DAC0832的輸出量為對(duì)達(dá)林頓管TIP122進(jìn)行控制的模擬量信號(hào)，具體通過控制達(dá)林頓管TIP122的工作電流大小對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整，因而所述軌道5上的電流也進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。所采用的達(dá)林頓管TIP122具有成本低、工作性能穩(wěn)定、工作電流調(diào)整方便、接線簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0076]實(shí)際使用過程中，所述智能手機(jī)或平板電腦接收到腦立方耳機(jī)傳送的腦電信號(hào)后，對(duì)關(guān)注度D進(jìn)行同步顯示。
[0077]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:包括對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理的腦電信號(hào)獲取裝置(I)、與腦電信號(hào)獲取裝置(I)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)處理終端(2)、與數(shù)據(jù)處理終端(2)進(jìn)行通信的主控制器(3)和通過調(diào)整被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)被控制軌道車進(jìn)行啟停與增減速控制的軌道車控制電路(4)，所述軌道車控制電路(4)與主控制器(3)相接，且軌道車控制電路(4)與所述被控制軌道車的驅(qū)動(dòng)電源相接；所述數(shù)據(jù)處理終端(2)包括數(shù)據(jù)處理器和由所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行控制的顯示器，所述數(shù)據(jù)處理器分別與腦電信號(hào)獲取裝置(I)和主控制器(3)進(jìn)行通信。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:所述腦電信號(hào)獲取裝置(I)為Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理終端(2)為平板電腦或智能手機(jī)；所述數(shù)據(jù)處理器與腦電信號(hào)獲取裝置(I)和主控制器(3)之間均以無線通信方式進(jìn)行通信。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:所述軌道車控制電路(4)包括控制芯片和與所述控制芯片相接的達(dá)林頓管TIP122，所述主控制器(3)的8位數(shù)字輸出端分別與所述控制芯片的8個(gè)數(shù)字輸入端相接。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:所述控制芯片為芯片DAC0832 ;所述芯片DAC0832的VREF引腳與達(dá)林頓管TIP122的第一極相接，達(dá)林頓管TIP122的第二極接地且其第三極為負(fù)電源輸出端，所述驅(qū)動(dòng)電源為直流電源且其正極為正電源輸出端，所述直流電源的負(fù)極接地；芯片DAC0832的RFB引腳和1UTl引腳均接地，芯片DAC0832的1UTl引腳接+5V電源端，芯片DAC0832的^、WRl、和？^引腳均接地，芯片DAC0832的ILE和VDD引腳均接+15V電源端。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種軌道車腦波控制裝置，其特征在于:所述被控制軌道車的軌道(5)包括兩道平行布設(shè)的導(dǎo)軌，兩道所述導(dǎo)軌分別與正電源輸出端和負(fù)電源輸出端相接；所述被控制軌道車的兩個(gè)車輪為導(dǎo)電車輪。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述控制裝置對(duì)軌道車進(jìn)行控制的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、腦波信號(hào)獲取及上傳:采用腦電信號(hào)獲取裝置(I)且按預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對(duì)被測(cè)試者的腦波信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行處理得出當(dāng)前狀態(tài)下被測(cè)試者的關(guān)注度D，再將分析得出的關(guān)注度D同步傳送至數(shù)據(jù)處理終端(2); 步驟二、關(guān)注度分析及電壓調(diào)整:按照時(shí)間先后順序，對(duì)步驟一中所述腦電信號(hào)獲取裝置(I)傳送的關(guān)注度D進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整；對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置(I)傳送的任一個(gè)關(guān)注度D，其關(guān)注度分析及電壓調(diào)整過程如下: 步驟201、控制信息判定:所述數(shù)據(jù)處理終端(2)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)關(guān)注度閾值CO和高速運(yùn)行關(guān)注度閾值Cl，對(duì)當(dāng)前所分析關(guān)注度D進(jìn)行判斷，并得出當(dāng)前狀態(tài)下被控制軌道車的控制信息，所述控制信息為停止、低速運(yùn)行和高速運(yùn)行；其中，當(dāng)D < CO時(shí)，控制信息為停止；當(dāng)⑶< D < Cl時(shí)，控制信息為低速運(yùn)行；當(dāng)D > Cl時(shí)，控制信息為高速運(yùn)行； 步驟202、控制信息輸出:數(shù)據(jù)處理終端(2)將步驟201中判定出的控制信息輸送至軌道車控制電路⑷； 步驟203、驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整:所述軌道車控制電路(4)根據(jù)所接收的控制信息，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整，并通過調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓，對(duì)所述被控制軌道車進(jìn)行啟停和增減速控制:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為O ;當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為Vl ;當(dāng)所接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V2 ;其中，Vl < V2 ； 步驟204、按照步驟201至步驟203中所述的方法，對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置(I)傳送的下一個(gè)關(guān)注度D進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓進(jìn)行調(diào)整； 步驟205、多次重復(fù)步驟204，直至完成所述被控制軌道車的全部控制過程。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述軌道車控制電路(4)包括控制芯片和與所述控制芯片相接的達(dá)林頓管TIP122，所述主控制器(3)的8位數(shù)字輸出端分別與所述控制芯片的8個(gè)數(shù)字輸入端相接；所述控制芯片為芯片DAC0832 ;所述芯片DAC0832的VREF引腳與達(dá)林頓管TIP122的第一極相接，達(dá)林頓管TIP122的第二極接地且其第三極為負(fù)電源輸出端，所述驅(qū)動(dòng)電源為直流電源且其正極為正電源輸出端，所述直流電源的負(fù)極接地；芯片DAC0832的RFB引腳和1UTl引腳均接地；所述直流電源的供電電壓為Vmax ； 步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，通過所述控制芯片對(duì)所接收的控制信息進(jìn)行分析，并輸出控制值K:當(dāng)所接收控制信息為停止時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值為O ;當(dāng)所接收控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = K1，且= g x VmaX;當(dāng)所




K 2接收控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，所述控制芯片輸出的控制值K = K2，且X Vmax;其中，O < Kl < K2 < 255。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于:步驟二中所述控制信息還包括全速運(yùn)行；步驟201中進(jìn)行控制信息判定時(shí)，還需對(duì)當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息進(jìn)行同步存儲(chǔ)，并將當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息與上一個(gè)判定出的控制信息進(jìn)行對(duì)比:當(dāng)上一個(gè)判定出的控制信息為停止且當(dāng)前狀態(tài)下判定出的控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，步驟202中進(jìn)行控制信息輸出時(shí)，先輸出全速運(yùn)行的控制信息，且0.1s?Is后，再輸出低速運(yùn)行的控制信息； 步驟203中進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電源電壓調(diào)整時(shí)，當(dāng)所接收控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)整為V3，其中V2 < V3。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述控制信息為數(shù)值K0，當(dāng)控制信息為停止時(shí)，KO = O ;當(dāng)控制信息為低速運(yùn)行時(shí)，KO = I ;當(dāng)控制信息為高速運(yùn)行時(shí)，KO = 2 ;當(dāng)控制信息為全速運(yùn)行時(shí)，KO = 3。
【文檔編號(hào)】B61L23/00GK104149820SQ201410427278
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】汪梅, 溫濤, 林灶生, 付周興, 秦學(xué)斌, 王亮, 王湃 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)