技术摘要：
本发明公开了一种基于SSVEP脑控机械臂抓取的生活辅助系统与方法，本系统包括脑电帽、电脑、意图表达界面、SSVEP解码单元和机械臂。本发明方法是：首先由专业人员帮助使用者佩戴好脑电帽，其次打开电脑端的意图表达界面，在意图表达界面出现刺激闪烁时，使用者根据自己  全部
背景技术：
据2019年报导中国有8500万残疾人，还有4400万失能和半失能老年人。他们很多 人都需要辅助器具。辅助器具是指补偿和替代人体功能的产品，是帮助残疾人和老年人提 高生活质量、增强社会参与能力的手段。中国残障人士数量很多，残疾导致的障碍会造成残 疾人生活中的各种困难，包括更加不良的健康状况、更低的教育接受能力、更差的经济参 与、更高的贫困率和更高的依赖性等。尤其对于语言沟通障碍和肢体活动能力的丧失的特 殊人群，参与正常的生活成了最大的挑战。因此，开发一种可以辅助老年人或残障人士日常 生活的脑控机械臂系统，尤其对肢体活动能力有障碍人群，提高他们的生活质量和主动参 与能力，解决生活不方便的问题十分必要，成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种 基于SSVEP脑控机械臂抓取的生活辅助系统与方法，其基本原理是意图表达界面上的每个 区块代表特定的物品，且这些区块以不同的频率闪烁，使用者根据自己的需求，即想要抓取 的物品，注视意图表达界面上的相应的代表该物品区块，脑电帽采集此时使用者脑电信号， 通过有线或无线的方式，传输至电脑端的SSVEP解码单元，进行滤波和FBCCA滤波器组典型 相关分析。解码出使用者被视觉刺激诱发的大脑电位对应的频率，通过该频率找到意图表 达界面对应的区块即知道使用者想要抓取的物品，进而电脑发送指令控制机械臂抓取相应 物品，这样即实现了辅助老年人和残障人抓取所需物品的操作。 为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案： 一种基于SSVEP脑控机械臂抓取的生活辅助系统，包括脑电帽、电脑、意图表达界 面、SSVEP解码单元和机械臂，所述脑电帽通过有线或者无线方式与电脑连接，电脑包含意 图表达界面和SSVEP解码单元，机械臂通过有线连接与电脑连接；由专业人员帮助使用者佩 戴好脑电帽，打开电脑端的意图表达界面，在意图表达界面出现刺激闪烁时，使用者根据自 己的需求，注视意图表达界面上的相应区块，脑电帽采集使用者此时的脑电信号，传输给电 脑端的SSVEP解码单元，通过预处理和滤波器组典型相关分析FBCCA算法进行解码，解码结 果转换成控制指令发送给机械臂，机械臂执行控制指令，依据规划的路径抓取相应物品。 作为本发明优选的技术方案，所述脑电帽，采用博瑞康24导联干电极帽，使用者头 皮无需打脑电膏，即可进行脑电信号采集。通过有线串口通讯方式与电脑连接，或者通过无 3 CN 111571619 A 说　明　书 2/6 页 线蓝牙方式与电脑连接；所述电脑包含意图表达界面和SSVEP解码单元；所述机械臂采用 Kinova6轴仿生机械臂，机械臂通过有线方式与电脑连接。 作为本发明优选的技术方案，所述意图表达界面包含12个区块，12个区块代表12 条指令：苹果1、香蕉1、绿茶、橙子、可乐、苹果2、香蕉2、矿泉水、橘子、七喜、取消和确认；使 用者先注视所需物品，然后注视取消或确认区块，确认区块激发后，机械臂执行抓取物品动 作。 作为本发明优选的技术方案，所述SSVEP解码单元对使用者的脑电信号首先进行 预处理，即滤波，然后采用FBCCA滤波器组典型相关分析，最终解码识别出使用者想要发送 的指令，从而实现使用者大脑控制机械臂抓取相应物品操作。 作为本发明优选的技术方案，机械臂通过正逆运动学原理进行路径规划，并且采 用连续轨迹规划避免出现卡顿现象。 一种基于SSVEP脑控机械臂抓取的生活辅助方法，采用本发明基于SSVEP脑控机械 臂抓取的生活辅助系统进行操作，操作步骤如下： 1)专业人员帮助使用者佩戴脑电帽； 2)打开意图表达界面； 3)当意图表达界面出现刺激闪烁时，使用者根据自己需求，注视相应区块；同时脑 电帽采集脑电信号，通过有线或者无线方式传输给电脑端的SSVEP解码单元； 4)SSVEP解码单元通过FBCCA算法解码； 5)SSVEP解码单元通过FBCCA算法解码后，发送控制指令给机械臂； 6)机械臂依据规划路径，抓取相应物品。 作为本发明优选的技术方案，在所述步骤2)中，设计的意图表达界面包含12个区 块，12个区块代表12条指令，苹果1、香蕉1、绿茶、橙子、可乐、苹果2、香蕉2、矿泉水、橘子、七 喜、取消和确认。 作为本发明优选的技术方案，在所述步骤3)中，使用者先注视意图表达界面中所 需物品对应区块，然后注视取消或确认区块。注视期间，其脑电信号通过有线或无线的方 式，传输给电脑端的SSVEP解码单元处理。 作为本发明优选的技术方案，在所述步骤4)中，SSVEP解码单元对使用者的脑电信 号进行预处理即滤波，FBCCA滤波器组典型相关分析，解码识别出使用者想要发送的指令， 从而实现使用者大脑控制机械臂抓取相应物品操作。 作为本发明优选的技术方案，在所述步骤5)中FBCCA算法实现脑电信号解码步骤 如下： 5-1)进行滤波器组分析，通过滤波器的多个不同通带将SSVEP脑电信号分解，得到 通过滤波器各子带后的子带信号； 5-2)将滤波所得各子带成分与标准正余弦参考信号进行相关性分析； 5-3)最大相关性对应频率即为识别结果；依据算法识别结果，判断确认区块激发 后，发送控制指令给机械臂，机械臂执行抓取物品动作。 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点： 1.本发明采用脑机接口技术，在使用者的大脑和计算机或其它电子设备之间建立 通道，不依赖于外围神经和肌肉组织，实现大脑控制外部设备；SSVEP稳态视觉诱发电位为 4 CN 111571619 A 说　明　书 3/6 页 脑机接口技术的一种，通过不同频率的视觉刺激诱发大脑产生不同频率电位，利用脑电帽 采集和处理这些脑电信号，解码出所对应的视觉刺激频率，便解码出使用者的意图，进而输 出控制命令控制机械臂运动，即实现了使用者通过大脑控制机械臂的操作； 2.本发明使用方便，无需繁琐的头皮打脑电膏；更加人性化的交互界面，能够让用 户清晰明了表达自己的意图；扩展了抓取物品的机械臂，辅助老人和残疾人在无人帮助的 情况下抓取自己所需的物品； 3.本发明系统易于扩展，实现更多功能，操作方法简单，成本低廉。 附图说明 图1是本发明的系统结构框图。 图2是本发明的整体实验流程图。 图3是本发明的电脑端程序流程图。 图4是本发明的意图表达界面刺激画面。 图5是本发明的意图表达界面反馈画面。