摘要 明尼苏达大学的研究人员率先提出了脑控无人机的概念,并由此引发了一系列研究。这些早期的努力为更先进的脑控无人机原型奠定了基础。然而,由于 BCI 信号具有非平稳性和高维性,因此本质上非常复杂。因此,仔细考虑特征提取和分类过程至关重要。本研究引入了一种新方法,将预训练的 CNN 与经典神经网络分类器和 STFT 频谱相结合,形成多层 CNN 模型 (MTCNN)。MTCNN 模型用于解码两类运动想象 (MI) 信号,从而实现对无人机上下运动的控制。本研究的实验阶段涉及四个关键实验。第一个实验使用大量数据集评估了 MTCNN 模型的性能,分类准确率高达 99.1%。第二个和第三个实验针对同一受试者在两个不同的数据集上评估了该模型,成功解决了与受试者间和受试者内差异相关的挑战。 MTCNN 模型在两个数据集上都实现了 99.7% 的出色分类准确率。在第四次实验中,该模型在另一个数据集上进行了验证,实现了 100% 和 99.6% 的分类准确率。值得注意的是,MTCNN 模型在两个 BCI 竞赛数据集上的准确率超过了现有文献。总之,MTCNN 模型展示了其解码与左手和右手运动相关的 MI 信号的潜力,为脑控无人机领域提供了有希望的应用,特别是在控制上下运动方面。此外,MTCNN 模型有可能通过促进该模型与基于 MI 的无人机控制系统的集成,为 BCI-MI 社区做出重大贡献。
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