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一种脑机宠物语言翻译装置及使用方法与流程

萌宠菠菠乐园
2024-10-29 10:25

本发明涉及一种脑机宠物语言翻译装置及使用方法。

背景技术：

脑机接口技术通过信号采集设备采集脑电信号，经过放大、滤波、a/d转换等处理，转换为计算机可识别的信号，对信号进行预处理，提取特征型号，模式识别后可输出为控制设备的指令。脑机接口在残疾人康复、老年人护理等方面有广阔应用前景。在cn201810160350.2的发明专利中，提出一种无人机脑机一体化智能控制的方法与技术。该脑机一体化系统包括视觉刺激诱发模块、实时画面回传模块、脑电采集仪、多种特征eeg处理模块、脑机通信模块与无人机及机载单片机模块。实验人员不用进行任何肢体动作和语言实现对无人机多种动作的控制。利用脑电检测仪采集实验人员的eeg，脑电特征包含稳态视觉刺激和想象运动，通过眨眼进行切换。eeg在处理模块中经过预处理、特征提取、分类识别后转换为控制指令，控制指令通过通信系统发送给无人机机载单片机模块，同时实验人员通过全局摄像头观察无人机的飞行情况，自行规划飞行路线，最终控制无人机完成预设的飞行任务。本发明构建了一种多模式脑机一体化系统，实现了大脑直接对无人机的灵活控制，有效补偿了现有无人机控制方式的不足。cn201810089917.1的实用新型专利中公开了一种基于脑机接口的上肢康复训练机器人控制系统，包括视觉刺激模块和脑电信号采集模块，所述脑电信号采集模块与脑电信号分析模块通信，脑电信号分析模块在线分析处理后将控制信号发送给上肢外骨骼控制系统，所述视觉刺激模块通过协议与上肢外骨骼控制系统通信；由稳态视觉诱发电位控制上肢外骨骼的启、停，由运动想象控制上肢外骨骼上臂旋转与肘部屈伸。

但需要指出的是，目前狗猫等饲养动物与人类的交流困难，尤其是动物向人类的信息传递缺少手段。因此，上述现有技术不能解决宠物狗脑信息的向外表达的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种脑机宠物语言翻译装置，解决宠物狗等动物向人类的信息传递问题。

有鉴于此，本发明提供的技术方案是：一种脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，包括：头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。

进一步地，所述头箍形状根据宠物狗头部进行设计。

进一步地，所述电极采用植入式或无创脑电图描记仪。

进一步地，还包括：定位及联网模块，所述定位及联网模块设置于项圈上，所述信息处理器通过定位及联网模块将翻译结果传输到云端进行大数据分析。

进一步地，还包括：扬声器，所述扬声器设置于项圈上，用于对所述翻译结果进行播放。

本发明的另一目的在于提供一种脑机宠物语言翻译装置的使用方法，其特征在于，包括：

将装置通过头箍连接宠物头上；将项圈安装于宠物颈部；其中，所述装置包括：头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，所述信息处理器通过对宠物的脑电波进行翻译，并将所述翻译结果输出到显示器上；

调整电极位置和打开电源开关，信息处理器根据设定程序，将采集到信号与设定的输入信号范围及波形进行比较，设定的输入信号和波形依托装置开发过程中采集的宠物脑电波信号，在正常信号基础上，设定数值范围及波形形式，如果信号在范围内，则提示采集信号正常，确定电极接触正常，开始进行使用；

根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。

进一步地，还包括将翻译结果通过定位及联网模块传输到云端进行大数据分析的步骤。

进一步地，还包括将翻译结果通过扬声器进行播放的步骤。

本发明实现了以下显著的有益效果：

结构简单，包括：头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。将脑机接口技术与移动互联网技术相结合，提供一种人与宠物狗的交流手段，可以将动物头脑中的信号进行识别，翻译成人类语言，并显示出来，提高宠物饲养中的沟通效率和乐趣，减少因理解错误而带来的工作量。

附图说明

图1为本发明的一种脑机宠物语言翻译装置结构示意图；

图2为图1所示装置的应用场景示意图；

图3为本发明的宠物狗语言脑机翻译装置的信息流示意图。

附图标记示意：

1-电极；2-信号线传输；3-信息处理器；4-显示器；5-扬声器；

6-定位及联网模块；7-头箍；8-项圈。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1至图3，本发明的一种脑机宠物语言翻译装置，包括：头箍7，在所述头箍7上设置电极1，用于采集宠物头部的脑电波；项圈8，在所述项圈8上设置信息处理器3、显示器4，所述电极1通过信号线连接信息处理器3，所述信息处理器3中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。

在一个实施例中，所述头箍7形状根据宠物狗头部进行设计。

在一个实施例中，所述电极1采用植入式或无创脑电图描记仪。

在一个实施例中，还包括：定位及联网模块6，所述定位及联网模块设置于项圈上，所述信息处理器通过定位及联网模块将翻译结果传输到云端进行大数据分析。

在一个实施例中，还包括：扬声器5，所述扬声器设置于项圈上，用于对所述翻译结果进行播放。

本发明的另一目的在于提供一种脑机宠物语言翻译装置的使用方法，包括：

步骤s101，将装置通过头箍连接宠物头上；将项圈安装于宠物颈部；其中，所述装置包括：头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，所述信息处理器通过对宠物的脑电波进行翻译，并将所述翻译结果输出到显示器上；

步骤s102，调整电极位置和打开电源开关，信息处理器根据设定程序，将采集到信号与设定的输入信号范围及波形进行比较，设定的输入信号和波形依托装置开发过程中采集的宠物脑电波信号，在正常信号基础上，设定数值范围及波形形式，如果信号在范围内，则提示采集信号正常，确定电极接触正常，开始进行使用；

步骤s103，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。

在一个实施例中，还包括将翻译结果通过定位及联网模块传输到云端进行大数据分析的步骤。

在一个实施例中，还包括将翻译结果通过扬声器进行播放的步骤。

作为具体的实施例，本发明的用于宠物狗上，将头箍7安置于宠物狗头上；

将项圈8带于宠物狗颈部；

所述电极1安装于头箍7中，信息处理器3和定位与联网模块6安装于项圈8上；

所述显示器4和扬声器5安装于项圈8上；

所述头箍与项圈间通过信号线2进行电气及通讯；

作为具体的实施例，电极1采集宠物头部的脑电波信号；

作为具体的实施例，电极采集的信号通过信号线传输2，信号线另一端连接信息处理计算机3；

作为具体的实施例，信息处理计算机通分析模型进行分析，信息模型生成指令信息；

作为具体的实施例，信息处理器将指令信息输出到显示器4或者扬声器5；

作为具体的实施例，信息处理计算机可以通过定位及联网模块6将数据传输到云端进行大数据分析。

作为具体的实施例，宠物狗语言脑机翻译装置工作的电气控制器9。

本发明还提供使用上述宠物狗语言脑机翻译装置使用方法，包括以下步骤：

s1、连接：将宠物狗语言脑机翻译装置通过头箍7连接宠物狗头上；将项圈8安装于宠物狗颈部。

s2、调整电极并测试：调整电极1位置和打开电源开关，信息处理器3根据设定程序进行测试工作，确定电极接触正常。

s3、使用：根据宠物狗脑电波信号进行翻译，将结果输出到显示器4中，扬声器5可打开或关闭，扬声器打开后，显示结果会以语音输出一次。

s4、联网：定位及联网模块可开启或关闭，模块开启后，可连接手机进行数据更新及云端大数据协同处理。

作为具体地实施例，本发明在宠物头部的脑电波采集电极1，采集电极可以采用植入式或无创脑电图描记仪。

电极采集的信号通过信号线传输2；

信号线另一端连接信息处理计算机3；信息处理计算机通分析模型进行分析，信息模型生成指令信息，指令信息输出到显示器4或者扬声器5。

信息处理计算机可以通过定位及联网模块6将数据传输到云端进行大数据分析，通过云端数据收集及处理可以进行程序的优化升级。

作为具体的实施例，所述电极1安装于头箍7上：头箍根据宠物狗头部进行设计，安置于动物头部。

作为具体的实施例，所述信息处理器3、物联网模块6、显示器4及扬声器5安装于项圈8上。

作为具体的实施例，所述宠物狗语言脑机翻译装置还包括：信息处理器中有宠物狗脑电波分析识别程序。

作为具体的实施例，所述宠物狗语言脑机翻译装置还包括：物联网模块6中包含定位功能和联网功能，可实现远程手机访问和云端数据同步。

本发明还提供使用上述宠物狗语言脑机翻译装置使用方法，包括以下步骤：

s1、连接：将宠物狗语言脑机翻译装置通过头箍7连接宠物狗头上；将项圈8安装于宠物狗颈部。

s2、调整电极并测试：调整电极1位置和打开电源开关，信息处理器3根据设定程序，将采集到信号与设定的输入信号范围及波形进行比较，设定的输入信号和波形依托装备开发过程中采集的宠物脑电波信号，在正常信号基础上，设定数值范围及波形形式，如信号在范围内，则系统采集信号正常，确定电极接触正常，可以进行使用。

s3、使用：根据宠物狗脑电波信号进行翻译，例如，系统采用人工智能系统，在开发过程中进行脑电波输入训练，对高兴、兴奋、恐惧、饥饿等常见信号学习识别，训练后的人工智能系统安装于宠物语言翻译系统中，将采集到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器4中，扬声器5可打开或关闭，扬声器打开后，显示结果会以语音输出一次；

s4、联网：定位及联网模块可开启或关闭，模块开启后，可连接手机进行数据更新及云端大数据协同处理。

本发明实现了以下显著的有益效果：

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在不脱离本发明的设计精神之下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，包括：

头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；

项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。

2.根据权利要求1所述的脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，所述头箍形状根据宠物狗头部进行设计。

3.根据权利要求1所述的脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，所述电极采用植入式或无创脑电图描记仪。

4.根据权利要求1所述的脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，还包括：定位及联网模块，所述定位及联网模块设置于项圈上，所述信息处理器通过定位及联网模块将翻译结果传输到云端进行大数据分析。

5.根据权利要求1所述的脑机宠物语言翻译装置，其特征在于，还包括：扬声器，所述扬声器设置于项圈上，用于对所述翻译结果进行播放。

6.一种脑机宠物语言翻译装置的使用方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的脑机宠物语言翻译装置的使用方法，其特征在于，还包括将翻译结果通过定位及联网模块传输到云端进行大数据分析的步骤。

8.根据权利要求6所述的脑机宠物语言翻译装置的使用方法，其特征在于，还包括将翻译结果通过扬声器进行播放的步骤。

技术总结
本发明公开了一种脑机宠物语言翻译装置及使用方法，包括：头箍，在所述头箍上设置电极，用于采集宠物头部的脑电波；项圈，在所述项圈上设置信息处理器、显示器，所述电极通过信号线连接信息处理器，所述信息处理器中有用于对宠物进行脑电波输入训练和学习识别的宠物脑电波分析识别程序，根据宠物脑电波信号进行翻译，装置在开发过程中进行脑电波输入训练，对宠物高兴、兴奋、恐惧、饥饿常见信号进行学习识别，将识别到的宠物脑电信号进行翻译，结果输出到显示器中。将本发明的优点是：结构简单，脑机接口技术与移动互联网技术相结合，提高宠物饲养中的沟通效率和乐趣，减少因理解错误而带来的工作量。

技术研发人员：蔡明春;吕寿坤;尹童
受保护的技术使用者：北京电子工程总体研究所
技术研发日：2020.01.16
技术公布日：2020.06.12