本发明专利技术提供一种具备脑电控制能力的智能头盔，它包括设有缓冲层、衬垫、帽箍、帽托和下颌带的头盔本体，所述头盔本体内侧设有头罩，所述头罩内侧设有脑电电极系统，所述头盔本体内部两侧分别设置有数据采集系统和电源系统，所述头盔本体顶部设置有数据分析系统。通过实时采集作业人员脑电信号，对作业人员脑电信息进行识别和分析，无需作业人员手动操作，即可便捷完成对外设装置的脑电无线控制，有效解决手动操作不便，头部防护作业时对作业人员意图快速识别与复杂外部设备的准确控制等问题，满足便捷控制与快速控制的使用要求，适用于头部防护环境下的需要便捷控制与快速控制的场景。
1、具备脑电控制能力的智能头盔主要用于头部防护环境下的作业人员需要便捷控制与快速控制的场景，无需手动操作，通过采集脑电信号即可完成外设控制，目前市面暂无相关的智能头盔产品，当佩戴头盔需要完成外部设备等复杂操作控制时，往往需要通过作业人员手动来完成外部设备的操作控制，特别是对于佩戴头盔进行快速骑行、驾驶、嘈杂或者外部控制设备较多等复杂场景，需要快速完成复杂外部设备控制时，仅通过作业人员手动操作控制或者语音等其他方式，难以满足实际使用需求。
2、对比文件cn206213376u公开了一种带脑电波控制功能的智能头盔，其保护的权项为：“头盔本体、设置于头盔本体内的脑电波控制模块、设置于头盔本体顶部的无线收发模块以及用于固定智能装置的卡槽。”其主要解决的问题是利用智能装置来代替头盔中的功能模块，通过根据脑电波信号生成的控制指令直接操控外部设备或智能装置，头盔上所附加的大部分功能模块，通过智能装置设备来取代，由于将众多智能功能模块集成到一个智能装置中，所以减轻了智能头盔的体积和重量，解决了现有技术智能头盔中功能模块的重量大、体积大、及缺少便捷的与头盔本体交互的方式的问题；但本技术本质上是采用市面上现有的智能装置设备来实现智能头盔的功能，与头盔不具备一体化设计，无法实时采集作业人员脑电信号，对作业人员脑电信息进行识别和分析，控制功能有待进一步提升。
r/>技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种具备脑电控制能力的智能头盔及操作方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种具备脑电控制能力的智能头盔，它包括设有缓冲层、衬垫、帽箍、帽托和下颌带的头盔本体，所述头盔本体内侧设有头罩，所述头罩固定在帽箍和帽托上，所述头罩可包裹头部顶部与后部，所述头罩两侧设头带，头带与头盔本体下颌带固定，通过调节头盔本体下颌带完成头罩与头部贴合，所述头罩内侧设有脑电电极系统，所述头盔本体内部两侧分别设置有数据采集系统和电源系统，所述头盔本体顶部设置有数据分析系统，所述头盔本体内布设有数据传输线束、第一电源传输线和第二电源传输线连接各电子元器件。
3、优选地，所述脑电电极系统分散设置于电极固定腔体内，所述脑电电极系统信号线与信号采集接口尾端电连接，所述信号采集接口与信号输入接口电连接。
4、优选地，所述脑电电极系统内含多个电极，采用干式电极，所述电极固定腔体由多个布材质电极固定腔组成，分散缝制于头罩的顶部与后部，所述电极固定腔体底部镂空，使电极接触头部。
5、优选地，所述数据采集系统包括采集器腔体，所述采集器腔体内部设置有信号采集模块、微控制器、第一通信模块、姿态检测模块和第一电源模块，所述采集器腔体顶部设有第一信号接口、信号输入接口和第一电源输入接口。
6、优选地，所述信号采集模块、第一通信模块、姿态检测模块分别与微控制器电连接，所述第一信号接口尾端与第一通信模块输出端电连接，所述信号输入接口尾端与信号采集模块输入端电连接，所述第一电源输入接口尾端与第一电源模块输入端电连接，所述第一电源模块输出口分别与信号采集模块、第一通信模块、姿态检测模块、微控制器电源端口连接提供电源，所述第一信号接口与第二信号接口通过数据传输线束电连接。
7、优选地，所述数据分析系统包含数据分析腔体，所述数据分析腔体内部设有第二通信模块、第三通信模块、微处理器模块、存储模块和第二电源模块，所述数据分析腔体两侧设有第二电源输入接口、第二信号接口，所述数据分析腔体正面设有散热口，所述散热口内设有散热片，所述散热片一侧覆盖微处理器模块。
8、优选地，所述第二通信模块、第三通信模块、存储模块、usb接口模块、按键模块分别与微处理器模块电连接，所述第二信号接口尾端与第二通信模块信号端口电连接，第二电源输入接口尾端与第二电源模块输入口电连接，第二电源模块输出口分别与第二通信模块、第三通信模块、存储模块、微处理器模块电源端口电连接提供电源。
9、优选地，所述电源系统包括电源安装腔体，所述电源安装腔体内部安装有电池，所述电源安装腔体顶部设有第一放电接口和第二放电接口，所述电源安装腔体底部设有usb接口模块、按键模块和充电接口。
10、优选地，第一放电接口、第二放电接口分别与第一电源输入接口、第二电源输入接口通过第一电源传输线、第二电源传输线电连接，所述第一放电接口、第二放电接口分别与电池输出口电连接，所述充电接口与电池充电口电连接，所述按键模块采用自复位按键，包含开关机按键。
11、另外，本专利技术还公开了一种具备脑电控制能力的智能头盔的操作方法，它包含以下步骤：
12、步骤1：初始化信号采集模块、第一通信模块、姿态检测模块、微控制器、第二通信模块、第三通信模块、存储模块、微处理器模块，打开微控制器、微处理器模块中断；
13、步骤2：信号采集模块对脑电电极系统信号进行信号放大、初步滤波以及a/d转换；
14、步骤3：微控制器读取脑电电极系统传感数据；
15、步骤4：微控制器读取姿态检测模块传感数据；
16、步骤5：微控制器对脑电电极系统传感数据、姿态检测模块传感数据进行滤波处理，微控制器通过第一通信模块，将处理后的脑电电极系统传感数据、姿态检测模块传感数据发送至第二通信模块；
17、步骤6：微处理器模块通过第二通信模块读取脑电电极系统传感数据、姿态检测模块传感数据；
18、步骤7：微处理器模块对脑电电极系统传感数据处理，滤除50hz的工频干扰，之后消除眼电、肌电干扰，同时微处理器模块根据姿态检测模块传感数据进一步对脑电传感数据滤波，去除运动对脑电信号干扰；
19、步骤8：微处理器模块对脑电传感数据进行特征提取，提取特定的特征，特征提取信号经分类器分类，将分类好的信号转换为脑电控制信号；
20、步骤9：微处理器模块驱动第三通信模块，将脑电控制信号发送至目标控制外设，完成目标外设控制；
21、步骤10：循环步骤2-步骤10。
22、本专利技术有如下有益效果：
23、1.本专利技术的具备脑电控制能力的智能头盔及方法，仅通过实时采集作业人员脑电信号，对作业人员脑电信息进行识别和分析，无需作业人员手动操作，即可便捷完成对外设装置的脑电无线控制；
24、2..本专利技术的整体脑电控制指令传输采用无线方式，控制外部设备无需有线连接，控制更为便捷；
25、3.本专利技术将脑电采集、分析控制与头盔整体采用一体化设计，集成度高，方便佩戴使用；
26、4.本专利技术的具备脑电控制能力的智能头盔，结构简单，操作方便，有效解决手动操作不便，头部防护作业时对作业人员意图快速识别与复杂外部设备的准确控制等问题，满足本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备脑电控制能力的智能头盔，它包括设有缓冲层、衬垫、帽箍、帽托和下颌带的头盔本体（1），其特征在于：所述头盔本体（1）内侧设有头罩（29），所述头罩（29）固定在帽箍和帽托上，所述头罩（29）可包裹头部顶部与后部，所述头罩（29）两侧设头带，头带与头盔本体（1）下颌带固定，通过调节头盔本体（1）下颌带完成头罩（29）与头部贴合，所述头罩（29）内侧设有脑电电极系统（2），所述头盔本体（1）内部两侧分别设置有数据采集系统（35）和电源系统（36），所述头盔本体（1）顶部设置有数据分析系统（37），所述头盔本体（1）内布设有数据传输线束（32）、第一电源传输线（33）和第二电源传输线（34）连接各电子元器件。
2.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述脑电电极系统（2）分散设置于电极固定腔体（31）内，所述脑电电极系统（2）信号线与信号采集接口（3）尾端电连接，所述信号采集接口（3）与信号输入接口（9）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述脑电电极系统（2）内含多个电极，采用干式电极，所述电极固定腔体（31）由多个布材质电极固定腔组成，分散缝制于头罩（29）的顶部与后部，所述电极固定腔体（31）底部镂空，使电极接触头部。
4.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述数据采集系统（35）包括采集器腔体（11），所述采集器腔体（11）内部设置有信号采集模块（4）、微控制器（5）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）和第一电源模块（23），所述采集器腔体（11）顶部设有第一信号接口（8）、信号输入接口（9）和第一电源输入接口（10）。
5.根据权利要求4所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述信号采集模块（4）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）分别与微控制器（5）电连接，所述第一信号接口（8）尾端与第一通信模块（6）输出端电连接，所述信号输入接口（9）尾端与信号采集模块（4）输入端电连接，所述第一电源输入接口（10）尾端与第一电源模块（23）输入端电连接，所述第一电源模块（23）输出口分别与信号采集模块（4）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）、微控制器（5）电源端口连接提供电源，所述第一信号接口（8）与第二信号接口（17）通过数据传输线束（32）电连接。
6.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述数据分析系统（37）包含数据分析腔体（20），所述数据分析腔体（20）内部设有第二通信模块（12）、第三通信模块（13）、微处理器模块（14）、存储模块（15）和第二电源模块（30），所述数据分析腔体（20）两侧设有第二电源输入接口（16）、第二信号接口（17），所述数据分析腔体（20）正面设有散热口（19），所述散热口（19）内设有散热片（18），所述散热片（18）一侧覆盖微处理器模块（14）。
7.根据权利要求6所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述第二通信模块（12）、第三通信模块（13）、存储模块（15）、USB接口模块（21）、按键模块（22）分别与微处理器模块（14）电连接，所述第二信号接口（17）尾端与第二通信模块（12）信号端口电连接，第二电源输入接口（16）尾端与第二电源模块（30）输入口电连接，第二电源模块（30）输出口分别与第二通信模块（12）、第三通信模块（13）、存储模块（15）、微处理器模块（14）电源端口电连接提供电源。
8.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述电源系统（36）包括电源安装腔体（28），所述电源安装腔体（28）内部安装有电池（24），所述电源安装腔体（28）顶部设有第一放电接口（26）和第二放电接口（27），所述电源安装腔体（28）底部设有USB接口模块（21）、按键模块（22）和充电接口（25）。
9.根据权利要求8所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：第一放电接口（26）、第二放电接口（27）分别与第一电源输入接口（10）、第二电源输入接口（16）通过第一电源传输线（33）、第二电源传输线（34）电连接，所述第一放电接口（26）、第二放电接口（27）分别与电池（24）输出口电连接，所述充电接口（25）与电池（24）充电口电连接，所述按键模块（22）采用自复位按键，包含开关机按键。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔的操作方法，其特征在于，它包含以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种具备脑电控制能力的智能头盔，它包括设有缓冲层、衬垫、帽箍、帽托和下颌带的头盔本体（1），其特征在于：所述头盔本体（1）内侧设有头罩（29），所述头罩（29）固定在帽箍和帽托上，所述头罩（29）可包裹头部顶部与后部，所述头罩（29）两侧设头带，头带与头盔本体（1）下颌带固定，通过调节头盔本体（1）下颌带完成头罩（29）与头部贴合，所述头罩（29）内侧设有脑电电极系统（2），所述头盔本体（1）内部两侧分别设置有数据采集系统（35）和电源系统（36），所述头盔本体（1）顶部设置有数据分析系统（37），所述头盔本体（1）内布设有数据传输线束（32）、第一电源传输线（33）和第二电源传输线（34）连接各电子元器件。
2.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述脑电电极系统（2）分散设置于电极固定腔体（31）内，所述脑电电极系统（2）信号线与信号采集接口（3）尾端电连接，所述信号采集接口（3）与信号输入接口（9）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述脑电电极系统（2）内含多个电极，采用干式电极，所述电极固定腔体（31）由多个布材质电极固定腔组成，分散缝制于头罩（29）的顶部与后部，所述电极固定腔体（31）底部镂空，使电极接触头部。
4.根据权利要求1所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述数据采集系统（35）包括采集器腔体（11），所述采集器腔体（11）内部设置有信号采集模块（4）、微控制器（5）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）和第一电源模块（23），所述采集器腔体（11）顶部设有第一信号接口（8）、信号输入接口（9）和第一电源输入接口（10）。
5.根据权利要求4所述的一种具备脑电控制能力的智能头盔，其特征在于：所述信号采集模块（4）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）分别与微控制器（5）电连接，所述第一信号接口（8）尾端与第一通信模块（6）输出端电连接，所述信号输入接口（9）尾端与信号采集模块（4）输入端电连接，所述第一电源输入接口（10）尾端与第一电源模块（23）输入端电连接，所述第一电源模块（23）输出口分别与信号采集模块（4）、第一通信模块（6）、姿态检测模块（7）、微控制器（...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐琪，白茹，唐俊雄，陈洁，张辉，陈晓莉，陈光熙，张雅君，
申请(专利权)人：湖北华强科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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