本發(fā)明涉及腦波信號(hào)作為人機(jī)交互信號(hào)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種繪圖機(jī)器人的控制方法與裝置。

背景技術(shù)：

人們的大腦無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生著腦電波，這一電信號(hào)可以根據(jù)頻率不同而劃分為Delta波、Theta波、Alpha波、Beta波、Gamma波等類型，針對(duì)這幾種不同類型的腦電波信號(hào)可以進(jìn)行采集分析從而分析出人的心理活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)“意念”控制。腦-機(jī)接口便是隨之應(yīng)運(yùn)而生的新興信息交流與控制通道，它不依賴于傳統(tǒng)大腦輸出通路，借助采集人前額電壓的波動(dòng)，通過(guò)TGAM腦電波傳感器可以采集電壓信號(hào)。

但這種“意念”控制的概念并沒(méi)有技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，因此現(xiàn)有技術(shù)中缺乏利用腦波信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制的實(shí)際解決問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種繪圖機(jī)器人的控制方法與裝置，以期實(shí)現(xiàn)利用腦波信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種繪圖機(jī)器人的控制方法，并采用如下技術(shù)方案：

一種繪圖機(jī)器人的控制方法包括：通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)；對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令；根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖。

進(jìn)一步地，所述通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)包括：將用于獲取單個(gè)信號(hào)的干電極與所述腦波采集模塊相連接；將所述單個(gè)信號(hào)與通過(guò)耳夾獲取的參考信號(hào)進(jìn)行比較，獲取原始腦電波信號(hào)；對(duì)所述原始腦電波信號(hào)進(jìn)行噪音過(guò)濾，得到所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令包括：對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；對(duì)傳送無(wú)誤的大數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取大數(shù)據(jù)包中的關(guān)注度數(shù)據(jù)和放松度數(shù)據(jù)；將所述關(guān)注度數(shù)據(jù)和所述放松度數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的值；根據(jù)所述關(guān)注度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值和所述放松度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值設(shè)定所述控制指令。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令還包括：對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；對(duì)傳送無(wú)誤的小數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取小數(shù)據(jù)包中的前額電壓信號(hào)；對(duì)所述前額電壓信號(hào)進(jìn)行限幅濾波處理，獲取所述前額電壓信號(hào)中的眨眼信號(hào)；根據(jù)所述眨眼信號(hào)制定所述控制指令。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述前額電壓信號(hào)進(jìn)行限幅濾波處理，獲取所述前額電壓信號(hào)中的眨眼信號(hào)包括：限幅濾波時(shí)設(shè)定每次采樣允許最大偏差值記為A；每次采樣后，通過(guò)如下公式進(jìn)行判斷：

其中，y(k)為第k步采樣值，為第k步濾波值，選取閾值為60000，濾波后數(shù)據(jù)結(jié)果如下：每個(gè)波峰對(duì)應(yīng)使用者一次眨眼時(shí)取所述前額電壓信號(hào)的跳變，對(duì)多個(gè)樣本眨眼信號(hào)波峰數(shù)值進(jìn)行分析，選取600作為信號(hào)閾值，當(dāng)所述前額電壓信號(hào)大于600時(shí)，確認(rèn)使用者有眨眼動(dòng)作進(jìn)而生成所述眨眼信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖包括：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊，連接生成所述控制指令的控制單元；步進(jìn)電機(jī)，與所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊電連接；由所述步進(jìn)電機(jī)控制的多導(dǎo)軌繪圖機(jī)器人，所述導(dǎo)軌均與所述步進(jìn)電機(jī)相連接，且畫(huà)筆固定在多導(dǎo)軌中的水平導(dǎo)軌上。

根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供一種繪圖機(jī)器人的控制裝置，并采用如下技術(shù)方案：

一種繪圖機(jī)器人的控制裝置包括：腦波采集模塊，用于通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)；分析處理模塊，用于對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令；控制模塊，用于根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖。

進(jìn)一步地，所述分析處理模塊包括：檢測(cè)模塊，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；分析模塊，用于對(duì)傳送無(wú)誤的大數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取大數(shù)據(jù)包中的關(guān)注度數(shù)據(jù)和放松度數(shù)據(jù)；設(shè)置模塊，用于將所述關(guān)注度數(shù)據(jù)和所述放松度數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的值；設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述關(guān)注度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值和所述放松度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值設(shè)定所述控制指令。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，數(shù)據(jù)采集端采用腦波采集模塊利用金屬電極獲取人前額的生物電信號(hào)，得到并分析出人的腦電波各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波去噪，選取采集數(shù)據(jù)中的可控部分可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人的控制，即利用嵌入式微處理器和腦電波傳感器等器件設(shè)計(jì)了繪圖機(jī)器人的控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了硬件和軟件聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)通過(guò)TGAM腦電波傳感器獲取腦波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步帶導(dǎo)軌三維動(dòng)作，完成繪圖功能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1為本發(fā)明所提供的一種繪圖機(jī)器人的控制方法的主要流程示意圖；

圖2為圖1所示泄流調(diào)速裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的分析采集小包數(shù)據(jù)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的濾波后的濾波后腦波數(shù)據(jù)圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的繪圖機(jī)器人的控制方法執(zhí)行部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的繪圖機(jī)器人的控制方法的系統(tǒng)流程圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種繪圖機(jī)器人的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說(shuō)明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

請(qǐng)參考圖1，一種繪圖機(jī)器人的控制方法包括：

S101：通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)；

S103：對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令；

S105：根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖。

在本實(shí)施例的技術(shù)方案中，步驟S101通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)，參見(jiàn)圖2所示，具體通過(guò)腦波采集部分20進(jìn)行執(zhí)行，腦波采集部分20包含有TGAM腦波采集模塊203、藍(lán)牙模塊204、干電極引出端201以及電池201，更具體的，腦波采集部分20采集腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)，使用藍(lán)牙模塊204將采集來(lái)的腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給信號(hào)接收?qǐng)?zhí)行部分。

在步驟S103中，對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令；具體參見(jiàn)圖2所示，信號(hào)接收?qǐng)?zhí)行部分22中的微處理器221，微處理器采用微處理器STM32F429。TGAM模塊采集腦電波信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙傳輸后被ARM所接收，收到的腦電波信號(hào)每秒大約有513個(gè)數(shù)據(jù)包，其中前512個(gè)是小包，格式(16進(jìn)制數(shù))如下：AA AA 04 80 02xxH xxL xxCh。其中，xxH與xxL組成原始數(shù)據(jù)rawdata，xxCh為數(shù)據(jù)和校驗(yàn)，用于檢測(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)包有無(wú)傳輸錯(cuò)誤；傳輸?shù)拇蟀邪腥四X的各項(xiàng)腦電波，其中含有表示專注度與放松度的相關(guān)數(shù)據(jù)，TGAM模塊將這兩個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的數(shù)值。單片機(jī)接收這些數(shù)據(jù)后可以進(jìn)行分析進(jìn)而制定控制規(guī)則。

在步驟S105中，根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖。根據(jù)步驟S103生成的控制指令，對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊222下發(fā)控制指令，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)223，步進(jìn)電機(jī)223帶動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，包括前進(jìn)、后退、左移、右移、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，畫(huà)筆固定在水平導(dǎo)軌上，完成繪圖，也可配置有指示燈來(lái)顯示導(dǎo)軌目前的運(yùn)作狀態(tài)信息。

在本實(shí)施例的上述技術(shù)方案中，數(shù)據(jù)采集端采用腦波采集模塊利用金屬電極獲取人前額的生物電信號(hào)，得到并分析出人的腦電波各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波去噪，選取采集數(shù)據(jù)中的可控部分可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人的控制。

優(yōu)選地，所述通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)包括：將用于獲取單個(gè)信號(hào)的干電極與所述腦波采集模塊相連接；將所述單個(gè)信號(hào)與通過(guò)耳夾獲取的參考信號(hào)進(jìn)行比較，獲取原始腦電波信號(hào)；對(duì)所述原始腦電波信號(hào)進(jìn)行噪音過(guò)濾，得到所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)。

更具體而言，腦波采集模塊主要部件為TGAM腦電波模塊203。TGAM腦電波模塊203主要負(fù)責(zé)對(duì)前額腦電波信號(hào)進(jìn)行采集及初處理，并將所需要的關(guān)注度、放松度、前額電壓等數(shù)據(jù)傳出。TGAM腦電波模塊203與干電極201直接相連，通過(guò)單個(gè)信號(hào)及耳夾引出的參考電極構(gòu)成腦波采集模塊，在檢測(cè)到原始腦電信號(hào)的同時(shí)過(guò)濾噪音，極抗干擾。該TGAM腦電波模塊203采樣率為512Hz，頻率范圍為3Hz—100Hz，最大消耗功率為15毫安·3.3伏，運(yùn)行電壓為2.97～3.63V，輸出接口波特率設(shè)置為57600波特。藍(lán)牙模塊204使用HC-05，工作電壓為3.3v，內(nèi)置2.4GHz天線。串口通信波特率設(shè)置為57600，數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)定為8數(shù)據(jù)位1停止位0校驗(yàn)位。在AT模式下，將系統(tǒng)所用的兩個(gè)藍(lán)牙模塊分別設(shè)置為主機(jī)模式、從機(jī)模式，在上電后兩藍(lán)牙可以相互連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。

本實(shí)施例的技術(shù)方案給出一具體的腦波采集模塊的構(gòu)成方式及工作方式，采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，可以極為穩(wěn)定的完成腦電波的采集與傳輸，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令包括：對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；對(duì)傳送無(wú)誤的大數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取大數(shù)據(jù)包中的關(guān)注度數(shù)據(jù)和放松度數(shù)據(jù)；將所述關(guān)注度數(shù)據(jù)和所述放松度數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的值；根據(jù)所述關(guān)注度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值和所述放松度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值設(shè)定所述控制指令。

正如在上一實(shí)施中所言，TGAM腦電波模塊203采集腦電波信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙傳輸后被ARM所接收，收到的腦電波信號(hào)每秒大約有513個(gè)數(shù)據(jù)包，其中前512個(gè)是小包，格式(16進(jìn)制數(shù))如下：

AA AA 04 80 02xxH xxL xxCh

其中，xxH與xxL組成原始數(shù)據(jù)rawdata，xxCh為數(shù)據(jù)和校驗(yàn)，用于檢測(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)包有無(wú)傳輸錯(cuò)誤；傳輸?shù)拇蟀邪腥四X的各項(xiàng)腦電波，其中含有表示專注度與放松都的相關(guān)數(shù)據(jù)，TGAM腦電波模塊203將這兩個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的數(shù)值。ARM接收這些數(shù)據(jù)后可以進(jìn)行分析進(jìn)而制定控制指令。

通過(guò)本實(shí)施例的技術(shù)方案，提取腦電波總關(guān)注度數(shù)據(jù)和放松度數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成控制指令，通過(guò)控制指令，完成繪圖。

優(yōu)選地，所述對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令還包括：對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；對(duì)傳送無(wú)誤的小數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取小數(shù)據(jù)包中的前額電壓信號(hào)；對(duì)所述前額電壓信號(hào)進(jìn)行限幅濾波處理，獲取所述前額電壓信號(hào)中的眨眼信號(hào)；根據(jù)所述眨眼信號(hào)制定所述控制指令。

TGAM腦電波模塊203是通過(guò)分析前額生物電從而得到使用者相關(guān)數(shù)據(jù)的，其中對(duì)眨眼信號(hào)有著更高的靈敏度，即當(dāng)人眨眼時(shí)Rawdata數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯跳變，為獲取相關(guān)數(shù)據(jù)制定控制規(guī)則，采集多個(gè)多次眨眼情況下的人腦電波數(shù)據(jù)，并截取其中小包數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，參見(jiàn)圖3所示，接收小包數(shù)據(jù)中包含有多種數(shù)據(jù)，觀察圖表及源數(shù)據(jù)，以限幅濾波的方式剔除其中與眨眼信號(hào)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)，濾波時(shí)設(shè)定每次采樣允許最大偏差值記為A，每次采樣后做如下判斷。

其中，y(k)為第k步采樣值，為第k步濾波值，選取閾值為60000，濾波后數(shù)據(jù)結(jié)果如圖4所示，圖4為濾波后腦波數(shù)據(jù)圖，圖中每個(gè)波峰對(duì)應(yīng)使用者一次眨眼時(shí)前額生物電的跳變，對(duì)多個(gè)樣本眨眼信號(hào)波峰數(shù)值進(jìn)行分析，選取600作為信號(hào)閾值，當(dāng)大于600時(shí)認(rèn)為使用者有眨眼動(dòng)作進(jìn)而下發(fā)控制指令。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖包括：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊，連接生成所述控制指令的控制單元；步進(jìn)電機(jī)，與所述步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊電連接；由所述步進(jìn)電機(jī)控制的多導(dǎo)軌繪圖機(jī)器人，所述導(dǎo)軌均與所述步進(jìn)電機(jī)相連接，且畫(huà)筆固定在多導(dǎo)軌中的水平導(dǎo)軌上。

具體的，多軌道參數(shù)導(dǎo)軌機(jī)器人可由三組互相垂直的導(dǎo)軌組成，參見(jiàn)圖5，三組互相垂直的導(dǎo)軌可包括第一組導(dǎo)軌501，第二組導(dǎo)軌514，第三組導(dǎo)軌503，各導(dǎo)軌上均設(shè)有滑塊，如圖5所示，第一組導(dǎo)軌501上設(shè)有第一滑塊512，第一滑塊512上設(shè)有第一步進(jìn)電機(jī)511；第二組導(dǎo)軌514設(shè)有第二滑塊504，第二滑塊504上設(shè)有第二步進(jìn)電機(jī)513，畫(huà)筆505被固定在第二滑塊504上；第三組滑軌503，第三組滑軌503上設(shè)有第三滑塊509，第三滑塊509上設(shè)有第三步進(jìn)電機(jī)506。上述滑軌均是通過(guò)相應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的牽引實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，幫助畫(huà)筆505在三維空間上自由移動(dòng)。

在本實(shí)施例的技術(shù)方案中，系統(tǒng)硬件核心控制平臺(tái)采用STM32F429微處理器，該處理器采用最新的180MHz的ARM Cortex-M4處理器內(nèi)核，可取代當(dāng)前的基于微控制器和中低端獨(dú)立數(shù)字信號(hào)處理器的雙片解決方案，或者將兩者整合成一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的數(shù)字信號(hào)控制器。STM32F4產(chǎn)品內(nèi)置意法半導(dǎo)體的自適應(yīng)實(shí)時(shí)(ART)加速技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了ARM Cortex-M4內(nèi)核的處理性能。

步進(jìn)電機(jī)223是借助電脈沖實(shí)現(xiàn)角位移的執(zhí)行器件，具有轉(zhuǎn)矩大、慣性小、響應(yīng)頻率高的特點(diǎn)，所具有的瞬間啟動(dòng)及急速停止特性適合繪圖要求。步進(jìn)電機(jī)223采用J-5718HB6401型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)，工作額定電流為4.0A，相電阻1.1Ω，工作時(shí)可保持轉(zhuǎn)矩為3.6N·m，步距角1.8°。

對(duì)于混合式步進(jìn)電機(jī)而言，工作時(shí)要求定子磁極的極性交變，通常要求繞組由雙極性驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。對(duì)電機(jī)繞組雙極性供電的典型結(jié)構(gòu)是H橋式主電路，這種驅(qū)動(dòng)電路較復(fù)雜。但是由于集成化的雙極性驅(qū)動(dòng)芯片的出現(xiàn)，使其得到廣泛應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)223通過(guò)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，其步距角變小了。如驅(qū)動(dòng)器工作在10細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為“電機(jī)固有步距角”的十分之一，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°，而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在10細(xì)分狀態(tài)時(shí)，電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)了0.18°。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無(wú)關(guān)。

驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為：完全消除了電機(jī)的低頻振蕩；提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，提高了電機(jī)的分辨率，由于減小了步距角、提高了步距的均勻度?，F(xiàn)在我們采用的是256的細(xì)分，將原來(lái)的1.8°的步距角細(xì)分為0.42″,增加了步進(jìn)電機(jī)的精確度。

借助M542H步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度，從而控制畫(huà)筆運(yùn)動(dòng)速度。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的繪圖機(jī)器人的控制方法的系統(tǒng)流程圖。

就整個(gè)系統(tǒng)而言，系統(tǒng)對(duì)各模塊初始化之后，可以按照?qǐng)D6的流程進(jìn)行運(yùn)行。

步驟60：開(kāi)始；

步驟61：系統(tǒng)初始化；

步驟62：開(kāi)啟藍(lán)牙接口；

步驟63：接收腦波數(shù)據(jù)；

步驟64：判斷專注度信號(hào)是否達(dá)到閾值，若是，執(zhí)行步驟65，若否，執(zhí)行步驟66；

步驟65：導(dǎo)軌停止移動(dòng)；

步驟66：導(dǎo)軌開(kāi)始移動(dòng)；

步驟67：判斷是否有眨眼信號(hào)，若是，執(zhí)行步驟68，若否返還執(zhí)行步驟63；

步驟68：導(dǎo)軌向右轉(zhuǎn)向。

核心控制板STM32F429通過(guò)藍(lán)牙開(kāi)始接收腦電波傳感器發(fā)送的腦電波信號(hào)。經(jīng)過(guò)解析算法函數(shù)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，通過(guò)逐級(jí)比較腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)內(nèi)的標(biāo)志位數(shù)據(jù)，篩選出腦電波專注度數(shù)據(jù)和眨眼數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的閥值進(jìn)行比較。

系統(tǒng)啟動(dòng)后先檢測(cè)使用者的專注度信號(hào)，若專注度信號(hào)超過(guò)閾值則使導(dǎo)軌開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方向通過(guò)使用者眨眼信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)專注度低于設(shè)定閾值時(shí)，導(dǎo)軌將停止運(yùn)動(dòng)。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，數(shù)據(jù)采集端采用腦波采集模塊利用金屬電極獲取人前額的生物電信號(hào)，得到并分析出人的腦電波各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波去噪，選取采集數(shù)據(jù)中的可控部分可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人的控制，即利用嵌入式微處理器和腦電波傳感器等器件設(shè)計(jì)了繪圖機(jī)器人的控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了硬件和軟件聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)通過(guò)TGAM腦電波傳感器獲取腦波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步帶導(dǎo)軌三維動(dòng)作，完成繪圖功能。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種繪圖機(jī)器人的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明提供的一種繪圖機(jī)器人的控制裝置包括：腦波采集模塊70，用于通過(guò)腦波采集模塊獲取腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)；分析處理模塊72，用于對(duì)所述腦電波信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并生成控制指令；控制模塊74，用于根據(jù)所述控制指令控制繪圖機(jī)器人進(jìn)行繪圖。

進(jìn)一步地，所述分析處理模塊包括72：檢測(cè)模塊(圖中未示)，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)；分析模塊(圖中未示)，用于對(duì)傳送無(wú)誤的大數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，獲取大數(shù)據(jù)包中的關(guān)注度數(shù)據(jù)和放松度數(shù)據(jù)；設(shè)置模塊(圖中未示)，用于將所述關(guān)注度數(shù)據(jù)和所述放松度數(shù)據(jù)設(shè)置為0-100的值；設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述關(guān)注度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值和所述放松度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值設(shè)定所述控制指令。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，數(shù)據(jù)采集端采用腦波采集模塊利用金屬電極獲取人前額的生物電信號(hào)，得到并分析出人的腦電波各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波去噪，選取采集數(shù)據(jù)中的可控部分可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人的控制，即利用嵌入式微處理器和腦電波傳感器等器件設(shè)計(jì)了繪圖機(jī)器人的控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了硬件和軟件聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)通過(guò)TGAM腦電波傳感器獲取腦波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)繪圖機(jī)器人三個(gè)步進(jìn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步帶導(dǎo)軌三維動(dòng)作，完成繪圖功能。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。