《腦-控車輛的腦-機互動與控制方法研究》是依託北京理工大學，由畢路拯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：腦-控車輛的腦-機互動與控制方法研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：畢路拯
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目圍繞由駕駛員意念直接控制的車輛－腦控車輛的兩個關鍵問題(腦機互動和控制方法)展開研究。提出一種新的基於車輛抬頭顯示的腦機互動模式，揭示車輛抬頭顯示對腦機互動性能的影響規律，建立通過腦電信號識別駕駛意圖的多模式（混合）腦機接口方法。由於腦機互動的性能總是受限，本項目分析腦機互動性能對腦控車輛系統性能的影響規律，通過融合多模式腦機接口、駕駛行為認知模型以及環境信息建立腦機互動條件下的車輛自適應控制方法，揭示各因素對控制系統性能的影響機理；探索緊急情況下駕駛員反應所對應的大腦區域和腦電模式，建立應對緊急情況的車輛制動控制方法。理論方面，可促進腦-控車輛的基礎問題和關鍵技術研究，有助於發現駕駛行為大腦皮層的神經表達和認知機理。套用方面，可使殘疾人利用腦電信號直接控制車輛,提高他們的移動能力,更可幫助發展智慧型輔助駕駛系統，提高駕駛安全和性能。
結題摘要
腦-控車輛研究是智慧型車輛和腦-機接口的前沿領域。腦-控車輛的研究涉及車輛動力學、人機工程學、信息與控制科學以及腦與神經科學等多種學科。在理論方面，腦-控車輛的關鍵問題研究有助於發現駕駛行為大腦皮層的神經表達和認知機理，也可以促進腦機一體化的基礎理論研究。在套用方面，腦－控車輛的研究能夠使殘疾人通過腦電信號直接控制車輛，提高其移動能力，也可以幫助發展以人為中心的智慧型輔助駕駛系統，提高正常駕駛員的駕駛安全和駕駛性能。此外，該研究也可能用於對軍用車輛等裝備進行輔助控制，提高士兵的作戰能力。因此，腦－控車輛的研究具有重要的科學意義和實際套用價值。 本項目圍繞腦-控車輛的人車互動與控制兩個關鍵問題展開研究。主要研究內容包括：面向車輛目的地選擇的多模態腦-車互動模型及環境因素對其性能的影響規律；在靜態強環境約束條件下基於多模態腦-機接口的車輛運動控制；緊急狀況下腦控駕駛員剎車意圖的腦電錶征、解碼及檢測。 本項目取得如下的創新性成果： 1. 提出了一種基於車輛抬頭顯示系統的腦機接口，在此基礎上建立了一種新的混合P300和SSVEP腦電信號的多模態腦-車互動方法，並開發了基於該方法的車輛目的地選擇系統。實驗室和真實汽車和道路環境條件下測試結果都表明該系統的準確率大約99％。 2. 發現了光照度和噪音對基於腦電信號車輛目的地選擇系統性能的影響規律。研究結果表明噪音對系統性能有顯著性影響；光照度對系統能能的影響不顯著。 3. 建立了一種面向車輛運動控制的混合SSVEP和Alpha 的多模態腦機接口，設計了相應的車輛運動控制模型，並在模擬駕駛儀上驗證了只用腦電信號控制車輛運動的可行性。 4. 從幅值、功率譜和腦連通性三方面，探索了駕駛員緊急剎車意圖的腦電錶征，建立了基於最佳化特徵的腦電解碼模型。進一步，以腦電解碼模型為基礎，通過融合車輛狀態信息開發了運動意圖檢測系統，模擬駕駛儀線上實驗結果表明系統的檢測準確率大於92%。
