CN116077797B - 一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 - Google Patents
一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116077797B CN116077797B CN202310252055.0A CN202310252055A CN116077797B CN 116077797 B CN116077797 B CN 116077797B CN 202310252055 A CN202310252055 A CN 202310252055A CN 116077797 B CN116077797 B CN 116077797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electroencephalogram
- data
- training
- parameters
- parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims abstract description 46
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 208000013738 Sleep Initiation and Maintenance disease Diseases 0.000 description 1
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 1
- 206010043269 Tension headache Diseases 0.000 description 1
- 208000008548 Tension-Type Headache Diseases 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 208000006673 asthma Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 206010022437 insomnia Diseases 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
- A61M21/02—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis for inducing sleep or relaxation, e.g. by direct nerve stimulation, hypnosis, analgesia
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/165—Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/168—Evaluating attention deficit, hyperactivity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
- A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
- A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
- G06F3/015—Input arrangements based on nervous system activity detection, e.g. brain waves [EEG] detection, electromyograms [EMG] detection, electrodermal response detection
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Psychology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Developmental Disabilities (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Social Psychology (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Hematology (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Neurology (AREA)
- Algebra (AREA)
Abstract
本申请涉及一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统,该方法包括:获取多条脑电数据,所述各脑电数据是进行团队训练时,训练人员的脑电波数据;根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数;基于预设的确定规则,根据所述总的脑电参数确定目标控制参数并输出。本申请具有在训练过程中能够实现互动的效果。
Description
技术领域
本申请涉及脑电反馈训练的领域,尤其是涉及一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统。
背景技术
脑电生物反馈技术是指通过电子仪器设备无创性的监测人的脑电生理信号,在对这些信号进行分析处理后,再将这些信号以可视化的形式反馈并展示给被测人员,让被测人员了解到自己的生理变化。脑电反馈训练通过指导被测人员结合呼吸、冥想等方法来调节自己的状态,再通过反馈的图像、声音等形式直观看到自己生理状态的变化,从而帮助被测人员学会如何调整和改变他们的心理和生理模式。
脑电生物反馈训练已经被证明对许多疾病如紧张性头痛、注意力缺陷、焦虑、失眠、哮喘、高血压、脑卒等都是一种有效的治疗方法。
现有脑电生物反馈训练装置和系统,主要针对个人进行训练,但仅仅只针对个人训练,无法实现人与人之间的互动。
发明内容
为了在训练过程中能够实现互动,本申请提供了一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统。
第一方面,本申请提供一种基于团队的脑电反馈训练方法,采用如下的技术方案:
一种基于团队的脑电反馈训练方法,包括:
获取多条脑电数据,所述各脑电数据是进行团队训练时,训练人员的脑电波数据;
根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数;
基于预设的确定规则,根据所述总的脑电参数确定目标控制参数并输出。
通过采用上述技术方案,在训练过程中,采集每一训练人员的脑电数据,采集完成后根据每一训练人员的脑电数据计算出总的脑电参数,再根据预设的确定规则和总的脑电数据计算得出目标控制参数,通过目标控制参数控制待控制设备做出相应的动作,采用这种方式使得脑电反馈训练过程多个人员一起参与,训练过程中成员之间可以相互沟通帮助,实现了在训练过程中进行互动。
可选的,所述根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数之前,还包括:
基于预设的分组规则,对多条所述脑电数据进行分组,所述分组数至少为一组。
可选的,所述基于预设的分组规则,对多条所述脑电数据进行分组,包括:
获取所述脑电数据对应的时间戳信息和设备编号;
根据每一脑电数据对应的时间戳信息确定目标脑电数据;
根据目标脑电数据对应的设备编号和预设的分组信息确定每组包括的目标脑电数据,所述分组信息包括分组数量以及每一组包括的目标脑电数据对应的设备编号。
可选的,所述根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数,包括:
确定所述脑电数据中包含的目标脑电数据;
根据每一组内的训练人员对应的目标脑电数据,计算分组脑电参数;
所述总的脑电参数包括各分组脑电参数。
可选的,所述根据每一组的训练人员对应的目标脑电数据,计算分组脑电参数,包括:
根据所述目标脑电数据和预设的多变量回归方程,确定每一脑电数据对应的第一脑电参数,所述第一脑电参数用于进行脑电生物反馈控制;
根据第一脑电参数确定每一第一脑电参数对应的第二脑电参数;
根据第二脑电参数以及预设的权重值确定分组脑电参数。
可选的,所述根据所述目标脑电数据和预设的多变量回归方程,确定每一脑电数据对应的第一脑电参数,包括:
所述脑电数据包括delta波强度、theta波强度、alpha波强度、beta波强度、gamma波强度、专注度数值和放松度数值;
第一脑电参数=alpha波强度/(delta波强度+theta波强度+alpha波强度+beta波强度+gamma波强度);
或,
第一脑电参数=theta波强度/(theta波强度+beta波强度);
或,
第一脑电参数=专注度数值;
或,
第一脑电参数=放松度数值。
可选的,所述根据第一脑电参数确定每一第一脑电参数对应的第二脑电参数,包括:
确定第一脑电参数的最大值和最小值,并计算所述最大值和所述最小值的差值;
分别计算每一训练人员的第一脑电参数与所述差值的比值;
分别计算每一所述比值和预设的第一调整参数的乘积得出每一第一脑电参数对应的第二脑电参数。
可选的,所述根据第二脑电参数以及预设的权重值确定分组脑电参数,包括:
根据第二脑电参数以及预设的权重值,对分组内每一个第二脑电参数进行加权求和确定分组脑电参数。
可选的,所述基于预设的确定规则,根据所述总的脑电参数确定目标控制参数,包括:
所述预设的确定规则包括多个子规则,所述目标控制参数包括至少一个分组目标控制参数;获取分组数量以及训练模式,所述训练模式为训练过程中采用的训练方式;
根据所述分组数量、训练模式以及所述分组数量、训练模式和子规则的对应关系确定对应的子规则;
根据所述子规则和分组脑电参数确定分组目标控制参数。
可选的,所述根据所述分组数量、训练模式以及所述分组数量、训练模式和子规则的对应关系确定对应的子规则,包括:
当所述分组数量为1且所述训练模式为控制同一目标,目标控制参数数量为1时或当所述分组数量至少为2且所述训练模式为多组分组对抗,目标控制参数数量大于1时:
当所述分组数量为1且所述训练模式为控制同一目标,目标控制参数数量为1时或当所述分组数量至少为2且所述训练模式为多组分组对抗,目标控制参数数量大于1时:
所述子规则为:
计算分组脑电参数与分组人员数量的比值;
计算所述分组脑电参数与分组人员数量的比值与预设第二调整参数的乘积得出分组目标控制参数;
当所述分组数量为2且所述训练模式为两组分组对抗,目标控制参数数量为1时:
所述子规则为:
分别计算两个组的分组脑电参数与对应的分组的人员数量的比值;
分别计算两组分组脑电参数与对应的分组的人员数量的比值与各自对应的预设的第二调整参数的乘积;
计算两个所述乘积的差值得出目标控制参数。
第二方面,本申请提供一种团队脑电反馈训练系统,采用如下的技术方案:
一种基于团队的脑电反馈训练系统,包括:
多个脑电仪,用于采集每个成员的脑电信息;
脑电交互模块,用于获取所述脑电数据,并输出;
脑电反馈模块,用于执行基于团队的脑电反馈训练方法。
可选的,所述脑电交互模块包括第二无线收发单元、主端控制单元和数据解析单元;
所述第二无线收发单元,用于接收所述第一无线收发单元输出的脑电信息并传输至主端控制单元;
所述主端控制单元,用于接收所述脑电信息并传输至数据解析单元;
所述数据解析单元,用于接收所述脑电信息并提取所述脑电数据中包括的第一脑电参数、时间戳信息和设备编号形成脑电数据,并输出。
可选的,所述脑电反馈模块包括反馈算法单元、反馈驱动单元和反馈目标装置;
所述反馈算法单元,用于执行基于团队的脑电反馈训练方法;
所述反馈驱动单元,用于接收所述目标控制参数控制所述反馈目标装置进行相应的动作。
综上所述,本申请包括以下有益技术效果:
在训练过程中,采集每一训练人员的脑电数据,采集完成后根据每一训练人员的脑电数据计算出总的脑电数据,再根据预设的确定规则和总的脑电数据计算得出目标控制参数,通过目标控制参数控制待控制设备做出相应的动作,采用这种方式使得脑电反馈训练过程多个人员一起参与,训练过程中成员之间可以相互沟通帮助,实现了在训练过程中进行互动。
附图说明
图1是本申请提供的基于团队的脑电反馈训练系统的结构框图。
图2是本申请提供的基于团队的脑电反馈训练方法的流程图。
附图标记说明:10、脑电仪;101、脑电采集单元;102、从端控制单元;103、第一无线收发单元;20、脑电交互模块;201、第二无线收发单元;202、主端控制单元;203、数据解析单元;30、脑电反馈模块;301、反馈算法单元;302、反馈驱动单元;303、反馈目标装置。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-2及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种基于团队的脑电反馈训练系统。参照图1,基于团队的脑电反馈训练系统包括脑电仪10、脑电交互模块20和脑电反馈模块30,在进行团队训练时,每一训练人员佩戴一个脑电仪10,通过脑电仪10实时采集每一训练人员的脑电信息,并将采集到的脑电信息传输至脑电交互模块20,脑电交互模块20接收到脑电信息后,提取脑电信息中包含的脑电数据、时间戳信息和设备编号发送给脑电反馈模块30,脑电反馈模块30接收脑电数据并根据脑电数据确定目标控制参数,并通过目标控制参数控制相应设备做出动作。本实施例中,脑电交互模块20为具备信息收发与处理功能的处理器。
采用上述方式,通过团队的训练方式,使得脑电反馈训练过程具有开放性、社会性和互动性,训练过程中成员之间可以相互沟通帮助,实现了训练过程中的互动。
脑电仪10包括脑电采集单元101、从端控制单元102和第一无线收发单元103,脑电仪10佩戴在训练人员头部之后,通过脑电采集单元101实时采集佩戴者头皮上的脑电信号,脑电采集单元101采集到脑电信号后,将脑电信号传输至从端控制单元102,从端控制单元102接收到脑电信号之后对脑电信号进行数字化处理得到数字化的脑电信息,脑电信息包括专注度、放松度等特征参数以及delta波强度、theta波强度、alpha波强度、beta波强度、gamma波强度等频域参数,同时脑电信息还包括时间戳信息和设备编号,设备编号用于指示脑电信息的输出设备具体是哪台设备,从端控制单元102生成脑电信息后通过第一无线收发单元103输出至脑电交互模块20,本实施例中,脑电数据包括delta波强度、theta波强度、alpha波强度、beta波强度、gamma波强度、专注度参数和放松度参数。
本实施例中,脑电交互模块20与多个脑电仪10组成一个无线收发网络,由脑电交互模块20实现对多个脑电仪10输出的数据的采集。
脑电交互模块20包括第二无线收发单元201、主端控制单元202和数据解析单元203,第一无线收发单元103与第二无线收发单元201进行双向无线数据通讯,工作时,第二无线收发单元201接收第一无线收发单元103输出的脑电信息,并将接收到的脑电信息传输至传输给主端控制单元202,主端控制单元202将接收到的脑电信息并传输至数据解析单元203,数据解析单元203对脑电信息进行解析,提取脑电信息中的脑电数据、时间戳信息和设备编号传输给脑电反馈模块30,本实施例中,每一脑电数据对应一个时间戳信息和设备编号。
可以了解的是,脑电交互模块20获取脑电仪10输出的脑电数据、时间戳信息和设备编号的具体流程为:由主端控制单元202定时开启一轮团队成员的脑电数据采集过程,主端控制单元202首先通过第二无线收发单元201向第一脑电仪发送第一获取指令,要求第一脑电仪发送脑电信息,第一脑电仪在收到第一获取指令后,将其脑电数据、时间戳信息和设备编号打包发送给第二无线收发单元201,通过第二无线收发单元201传输至主端控制单元202,主端控制单元202解析收到的第一脑电仪输出的数据后并从中提取出团队成员1的脑电数据、时间戳信息和设备编号,将这些数据转发给脑电反馈模块30,脑电反馈模块30将接收到的数据进行缓存;之后主端控制单元202向第二脑电仪发送第二获取指令,要求其发送脑电信息,第二脑电仪在收到第二获取指令后,将脑电数据、时间戳信息和设备编号打包发送给主端控制单元202,主端控制单元202解析收到的第二脑电仪输出的数据并提取出脑电数据、时间戳信息和设备编号,将这些数据转发给脑电反馈模块30,脑电反馈模块30将接收的数据进行缓存。
脑电交互模块20按照上述流程,依次获取所有脑电仪10的脑电信息,并将脑电信息中包括的脑电数据、时间戳信息和设备编号转发给脑电反馈模块30存储,直至采集完所有脑电仪10的脑电信息后完成一轮数据采集后,脑电交互模块20停止脑电信息采集,通知脑电反馈模块30一轮数据采集完成,然后等待下一轮采集时间到达,再次进行脑电信息采集。
脑电反馈模块30包括反馈算法单元301、反馈驱动单元302和反馈目标装置303,工作时,反馈算法单元301接收数据解析单元203上传的脑电数据,并根据获得的脑电数据计算得出目标控制参数,反馈驱动单元302接收目标控制参数输出控制指令,反馈目标装置303接收控制指令做出相应的动作以反应脑电反馈训练结果。
本实施例中,反馈算法单元301为嵌入式微处理器,嵌入式微处理器采用LPC1768,在其他实施方式中,可选用其他满足要求的型号的处理器,在此不做限制,反馈驱动单元302为控制器。
本申请实施例还公开一种基于团队的脑电反馈训练方法,上述的反馈算法单元301用于执行该方法。参照图2,基于团队的脑电反馈训练方法包括:
S101:获取多条脑电数据。
具体的,根据上述描述的脑电数据获取方法,通过脑电交互模块20获取脑电仪10输出的脑电信号,脑电信号经脑电交互模块20处理后形成脑电数据,反馈算法单元301接收脑电交互模块20输出的脑电数据从而实现脑电数据的获取,本实施例中,脑电数据为进行团队训练时,训练人员的脑电波数据,具体包括delta波强度、theta波强度、alpha波强度、beta波强度、gamma波强度、专注度参数和放松度参数。
S102:基于预设的分组规则,对多条脑电数据进行分组。
具体的,在进行训练之前,反馈算法单元301存储有分组信息,分组信息包括分组数量以及每一组包括的目标脑电数据对应的设备编号,反馈算法单元301获取到脑电数据后,获取脑电数据对应的时间戳信息和设备编号,根据脑电数据对应时间戳信息来提取各个团队成员最新的脑电数据作为目标脑电数据,目标脑电数据即为时间戳信息最接近当前时间的时间戳信息对应的脑电数据,目标脑电数据确定后,根据目标脑电数据对应的设备编号,将目标脑电数据划分到对应的分组中,完成分组。
S103:根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数。
具体的,根据预设的多变量回归方程,根据分组中每个成员的脑电数据计算得出用于进行脑电生物反馈控制的第一脑电参数,本实施例中,预设的多变量回归方程为:
或/>或Ai=专注度数值或Ai=放松度数值;
其中,Ai为分组中第i个成员的第一脑电参数,其中δi为第i个成员的delta波强度,θi为第i个成员的theta波强度,αi为第i个成员的alpha波强度,βi为第i个成员的beta波强度,γi为第i个成员的gamma波强度,本实施例中,多变量回归方程可根据实际情况进行设定,在此不做限制。
确定每一成员的第一脑电参数后,根据公式确定每一成员的第二脑电参数,公式为:
其中,Ai为分组中第i个成员的第一脑电参数,Bi为第i个成员的第二脑电参数,Amax为第一脑电参数最大值,本实施例中数值1,Amin为第一脑电参数最小值,本实施例中数值0,且在本发明实施例中,每个成员的第一脑电参数的数值范围是0到100之间。
确定每一成员的第二脑电参数后,根据公式确定分组脑电参数,公式为:
其中,P为分组脑电参数,Bi为第i个成员的第二脑电参数,Ki为第i个成员的预设权重值,N为分组人数。
分组中为每个成员的权重值有工作人员自行设定,本实施例中,分组内每个成员的权重值设置为1,该权重值代表所有成员在团队中的贡献度是一致的,总的脑电参数包括每一分组的脑电参数。
S104:基于预设的确定规则,根据总的脑电参数确定目标控制参数并输出。
具体的,预设的确定规则包括多个子规则,目标控制参数包括至少一个分组目标控制参数,获取分组数量以及训练模式,本实例中,训练模式有三种分别为:控制同一目标、两组分组对抗和多组分组对抗,获取分组数量和训练模式,根据分组数量、训练模式和预设的对应关系确定对应的子规则。
当分组数量为1且训练模式为控制同一目标,目标控制参数数量为1个时:
所述子规则为:其中,E为目标控制参数,P为分组脑电参数,N是分组的人数,M是第二预设调整参数,本实施例中,M设置为1。
例如:本实施例中,反馈目标装置303为RGB彩色LED灯,计算得到目标控制参数后,算法反馈单元将目标控制参数输出至反馈驱动单元302,反馈驱动单元302根据目标控制参数生成RGB驱动信号,RGB驱动信号包括三个颜色定义数值,分别对应红色、绿色、蓝色。预设的模式定义如下:如果目标控制参数小于20,则RGB三个颜色值对应的是紫色,如果目标控制参数大于等于20且小于40,则RGB三个颜色值对应的是红色,如果目标控制参数大于等于40且小于60,则RGB三个颜色值对应的是绿色,如果目标控制参数大于等于60且小于80,则RGB三个颜色值对应的是青色,如果目标控制参数大于等于80小于等于100,则RGB三个颜色值对应的是蓝色。
本实施例中,RGB彩色LED灯的颜色变化反映的是参加训练所有人员的大脑状态,即所有参训人员需要协调一致,努力控制自己的大脑尽量进入放松状态,从而提高自己的alpha波的强度。
当分组数量为2且训练模式为两组分组对抗,目标控制参数数量为1个时:
所述子规则为:其中,分为A、B两组,E为目标控制参数,Na是A组的人数,Nb是B组的人数,Ma是A组的第二预设调整参数,Mb是B组的第二预设调整参数,第二预设调整参数为人为设置。
例如:反馈目标装置303是一个脑力拔河玩具。该装置有一个绳索,绳索中间固定有一个小球,绳索两端固定在装置中,反馈目标装置303通过电机控制绳索左右移动,从而带动中间的小球左右移动。绳索的长度为100厘米,小球初始位置在绳索的中心,小球向左右可以移动的最大距离均为50厘米,训练人员分为2组,2组人员分别位于绳索的一方。比赛的规则是,双方人员需要通过自己的注意力将小球拉向本方,使小球到达本方端线位置即可获胜。比赛开始后,反馈算法单元301每秒计算一次目标控制参数,将目标控制参数转换为电机移动的位移S,转化公式为:其中S的单位为厘米,如S数值大于0,则驱动电极使小球向左侧移动S厘米的距离,S数值小于0,则驱动电极使小球向右侧移动|S|厘米的距离,进行团队训练。
当分组数量至少为2且训练模式为多组分组对抗,目标控制参数数量大于1个时:所述子规则为:其中,Ei为第i个目标控制参数,Pi为第i分组脑电参数,Ni为第i分组的人数,Mi为第i分组的第二预设调整参数。
例如:将参加训练的人员分为2个组,每个组5个人,每一组人控制一辆玩具赛车,玩具赛车包括电机和玩具赛车壳体,反馈算法单元301计算出对应两组的目标控制参数后,反馈驱动单元302接收两个目标控制参数,并根据公式生成不同的电机驱动数值。
公式为:
其中,R是电机驱动数值,Rmax是电机最大转速的驱动数值,Rmin是最小转速的驱动数值,E是目标控制参数数值。
玩具赛车的速度变化反映的是参加训练所有人员的大脑状态,即分组的所有团队成员需要协调一致,努力控制自己的大脑尽量进入一种专注的状态,从而提高自己的theta波的强度,进而提高本团队的目标控制参数数值。某个分组的目标控制参数数值越大,该分组控制的赛车速度就越快,在对抗中就会获得胜利。此实施例要求参赛的团队成员要步调一致,充分调动每个成员的注意力,以使得本团队合力达到最大。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (9)
1.一种基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:包括:
多个脑电仪(10),用于采集每个成员的脑电信息;
脑电交互模块(20),用于获取脑电数据,并输出;
脑电反馈模块(30),用于执行如下方法:
获取多条脑电数据,所述各脑电数据是进行团队训练时,训练人员的脑电波数据;
根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数;
基于预设的确定规则,根据所述总的脑电参数确定目标控制参数并输出;
所述根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数之前,还包括:
基于预设的分组规则,对多条所述脑电数据进行分组,所述分组数至少为一组;
所述根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数,包括:
确定所述脑电数据中包含的目标脑电数据;
根据每一组内的训练人员对应的目标脑电数据,计算分组脑电参数;
所述总的脑电参数包括各分组脑电参数;
所述根据每一组内的训练人员对应的目标脑电数据,计算分组脑电参数,包括:
根据所述目标脑电数据和预设的多变量回归方程,确定每个脑电数据对应的第一脑电参数,所述第一脑电参数用于进行脑电生物反馈控制;
根据第一脑电参数确定每一第一脑电参数对应的第二脑电参数;
根据第二脑电参数以及预设的权重值确定分组脑电参数。
2.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
获取所述脑电数据对应的时间戳信息和设备编号;
根据每一脑电数据对应的时间戳信息确定目标脑电数据;
根据目标脑电数据对应的设备编号和预设的分组信息确定每组包括的目标脑电数据,所述分组信息包括分组数量以及每一组包括的目标脑电数据对应的设备编号。
3.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
所述脑电数据包括delta波强度、theta波强度、alpha波强度、beta波强度、gamma波强度、专注度数值和放松度数值;
所述第一脑电参数= alpha波强度/(delta波强度+theta波强度+alpha波强度+beta波强度+gamma波强度);
或,
第一脑电参数= theta波强度/(theta波强度+beta波强度);
或,
第一脑电参数= 专注度数值;
或,
第一脑电参数= 放松度数值。
4.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
确定第一脑电参数的最大值和最小值,并计算所述最大值和最小值的差值;
分别计算每一训练人员的第一脑电参数与所述差值的比值;
分别计算每一所述比值与预设的第一调整参数的乘积得出每一第一脑电参数对应的第二脑电参数。
5.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
根据第二脑电参数以及预设的权重值,对分组内的第二脑电参数进行加权求和确定分组脑电参数。
6.根据权利要求5所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
所述预设的确定规则包括多个子规则,所述目标控制参数包括至少一个分组目标控制参数;
获取分组数量以及训练模式,所述训练模式为训练过程中采用的训练方式;
根据所述分组数量、训练模式以及所述分组数量、训练模式和子规则的对应关系确定对应的子规则;
根据所述子规则和分组脑电参数确定分组目标控制参数。
7.根据权利要求6所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30),还用于执行如下方法:
当所述分组数量为1且所述训练模式为控制同一目标,目标控制参数数量为1时或当所述分组数量至少为2且所述训练模式为多组分组对抗,目标控制参数数量大于1时:
所述子规则为:计算分组脑电参数与分组人员数量的比值;计算所述分组脑电参数与分组人员数量的比值与预设第二调整参数的乘积得出分组目标控制参数;
当所述分组数量为2且所述训练模式为两组分组对抗,目标控制参数数量为1时:
所述子规则为:
分别计算两个组的分组脑电参数与对应的分组的人员数量的比值;
分别计算两组分组脑电参数与对应的分组的人员数量的比值与各自对应的预设的第二调整参数的乘积;
计算两个所述乘积的差值得出目标控制参数。
8.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电交互模块(20)包括第二无线收发单元(201)、主端控制单元(202)和数据解析单元(203);
所述第二无线收发单元(201),用于接收各所述脑电仪(10)中第一无线收发单元(103)输出的脑电信息并传输至主端控制单元(202);
所述主端控制单元(202),用于接收所述脑电信息并传输至数据解析单元(203);
所述数据解析单元(203),用于接收所述脑电信息并提取所述脑电数据中包括的第一脑电参数、时间戳信息和设备编号形成脑电数据,并输出。
9.根据权利要求1所述的基于团队的脑电反馈训练系统,其特征在于:所述脑电反馈模块(30)包括反馈算法单元(301)、反馈驱动单元(302)和反馈目标装置(303);
所述反馈算法单元(301),用于执行如下方法:
获取多条脑电数据,所述各脑电数据是进行团队训练时,训练人员的脑电波数据;
根据每一训练人员的脑电数据计算总的脑电参数;
基于预设的确定规则,根据所述总的脑电参数确定目标控制参数并输出;
所述反馈驱动单元(302),用于接收所述目标控制参数控制所述反馈目标装置(303)进行相应的动作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310252055.0A CN116077797B (zh) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | 一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310252055.0A CN116077797B (zh) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | 一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116077797A CN116077797A (zh) | 2023-05-09 |
CN116077797B true CN116077797B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=86202755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310252055.0A Active CN116077797B (zh) | 2023-03-10 | 2023-03-10 | 一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116077797B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116688312A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-09-05 | 深圳市心流科技有限公司 | 一种多人专注力性训练方法、装置、终端设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103054573A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 北京师范大学 | 多人神经反馈训练方法和多人神经反馈训练系统 |
CN204734832U (zh) * | 2015-05-15 | 2015-11-04 | 南京伟思医疗科技有限责任公司 | 一种使用无线组网的生物反馈训练系统 |
US9878155B1 (en) * | 2015-01-05 | 2018-01-30 | Hrl Laboratories, Llc | Method for neurostimulation enhanced team performance |
WO2021147903A1 (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 北京津发科技股份有限公司 | 多人协作的认知能力训练方法、装置及存储介质 |
CN114469090A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 杭州电子科技大学 | 基于跨脑耦合关系计算的脑电情感识别方法及脑机系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220015659A1 (en) * | 2020-07-15 | 2022-01-20 | X Development Llc | Processing time-frequency representations of eeg data using neural networks |
-
2023
- 2023-03-10 CN CN202310252055.0A patent/CN116077797B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103054573A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 北京师范大学 | 多人神经反馈训练方法和多人神经反馈训练系统 |
US9878155B1 (en) * | 2015-01-05 | 2018-01-30 | Hrl Laboratories, Llc | Method for neurostimulation enhanced team performance |
CN204734832U (zh) * | 2015-05-15 | 2015-11-04 | 南京伟思医疗科技有限责任公司 | 一种使用无线组网的生物反馈训练系统 |
WO2021147903A1 (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 北京津发科技股份有限公司 | 多人协作的认知能力训练方法、装置及存储介质 |
CN114469090A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 杭州电子科技大学 | 基于跨脑耦合关系计算的脑电情感识别方法及脑机系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116077797A (zh) | 2023-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2291114B1 (en) | Synchronising a heart rate parameter of multiple users | |
CN116077797B (zh) | 一种基于团队的脑电反馈训练方法及系统 | |
US9173582B2 (en) | Adaptive performance trainer | |
US10586420B1 (en) | Physiologically controlled casino game | |
CN109992113A (zh) | 一种基于多场景诱发的mi-bci系统及其控制方法 | |
CN110162182B (zh) | 脑电控制模块装置及其控制受控设备的方法 | |
CN109806552B (zh) | 一种基于呼吸和力触觉协同控制的注意力训练方法及系统 | |
CN108371815A (zh) | 一种沉浸式电子游戏操作系统及游戏方法 | |
WO2015095924A1 (en) | A biofeedback, stress management and cognitive enhancement system | |
Bian et al. | Physiology-based affect recognition during driving in virtual environment for autism intervention. | |
CN111329457A (zh) | 一种穿戴式运动指数检测设备和检测方法 | |
CN116196016A (zh) | 一种团队脑电反馈训练方法及系统 | |
CN114887186A (zh) | 一种正念冥想训练的方法、装置、设备以及存储介质 | |
CN109381178A (zh) | 一种监测治疗失眠的系统 | |
TW201635233A (zh) | 生物回饋系統及其運作方法 | |
KR100705984B1 (ko) | 마우스패드를 이용한 심리상태와 신체의 긴장도 측정 및이를 활용한 두뇌 스트레칭 훈련시스템 | |
CN117956947A (zh) | 用于远程生理群体脑波同步的方法 | |
CN113662533B (zh) | 一种关节康复运动监测管理系统及使用方法 | |
KR20230091961A (ko) | 운동감시방법 및 운동감시장치 | |
CN114618136A (zh) | 一种基于运动人体科学的牵引拉伸运动装置 | |
KR20120046367A (ko) | 사운드와 영상을 이용한 뇌파 변이 장치 및 방법 | |
GB2577191A (en) | System for use in improving cognitive function | |
TWI753553B (zh) | 用於團隊活動之穿戴式生理感測系統 | |
CN210443278U (zh) | 一种认知功能障碍老人居家康复护理系统 | |
RU2784303C1 (ru) | Способ оценки эффективности дыхательных движений спортсмена в упражнениях гиревого спорта |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |