发明创造名称：一种轮椅脑波控制装置及控制方法
外观设计名称：
决定号：201703
决定日：2020-01-20
委内编号：1F280181
优先权日：
申请（专利）号：201710772621.5
申请日：2017-08-31
复审请求人：西安科技大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王玮
合议组组长：李玉菲
参审员：李尹岑
国际分类号：A61G5/00，A61G5/04，A61G5/10，A61B5/0484，G06F3/01
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征，其中，部分区别技术特征未被其它现有技术所公开，也没有给出相应的技术启示，目前也没有证据表明该部分区别技术特征是本领域的公知常识，且该部分区别技术特征使得该权利要求请求保护的技术方案具有有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710772621.5、名称为“一种轮椅脑波控制装置及控制方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为西安科技大学，本申请的申请日为2017年08月31日，公开日为2017年12月26日。
经实质审查，国家知识产权局专利审查部门于2019年01月07日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定引用如下对比文件：
对比文件1：CN101624036A，公开日为2010年01月13日。
驳回决定所依据的文本为：申请日2017年08月31日提交的说明书摘要和摘要附图；2018年12月06日提交的权利要求第1-7项、说明书第1-17页和说明书附图第1-3页。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：包括对使用者提供脑波诱发信号的色彩视觉刺激器（6）、用于对使用者大脑枕叶区的脑波信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置（1）、与脑电信号获取装置（1）进行通信的计算机（2）和与计算机（2）进行通信的数据处理器（3），所述数据处理器（3）接有通过调整被控制轮椅的驱动电压对被控制轮椅进行前进、后退、左转或右转控制的轮椅控制电路（4）以及由所述数据处理器（3）进行控制的显示器（5），所述轮椅控制电路（4）包括用于驱动所述被控制轮椅的驱动模块、为所述驱动模块提供驱动电压的驱动电源和与所述数据处理器（3）的输出端相接且用于选通驱动电压的模拟开关，所述色彩视觉刺激器（6）包括四个彩色闪光块，四个彩色闪光块分别以不同的频率闪烁，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，同一个彩色闪光块上的两个闪烁频率均对应同一个脑波诱发信号，所述脑电信号获取装置（1）包括脑电传感器，以及与所述脑电传感器相接的采集电极、参考电极和接地电极；
所述脑电传感器为芯片TGAM1，所述芯片TGAM1的EEG引脚与所述采集电极相接，所述芯片TGAM1的REF引脚与所述参考电极相接，芯片TGAM1的EEG_GND引脚与所述接地电极相接；芯片TGAM1的EEG引脚采集的是使用者大脑枕叶区的枕中线电位，芯片TGAM1的REF引脚采集的是使用者大脑额叶区的脑波电位；
所述驱动电源包括为数据处理器（3）供电的3.3V电压源、与数据处理器（3）相接的双向电平转换芯片74LVC4245A以及3.7V模拟电压源、2.4V模拟电压源和1.2V模拟电压源，所述模拟开关包括型号为CD4051的芯片U1和型号为CD4051的芯片U2，所述芯片U1的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚相接，所述芯片U1的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A1引脚相接，所述芯片U1的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A2引脚相接，所述芯片U2的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A3引脚相接，所述芯片U2的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A4引脚相接，所述芯片U2的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A5引脚相接，所述双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚、A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚和A5引脚分别与数据处理器（3）的PB0引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚、PB4引脚和PB5引脚相接，所述芯片U1的第12引脚与所述驱动模块的X接口相接，所述芯片U2的第12引脚与所述驱动模块的Y接口相接。
2. 按照权利要求1所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：还包括第一无线通信模块（7）和第二无线通信模块（8），所述脑电信号获取装置（1）与计算机（2）之间通过第一无线通信模块（7）进行通信，所述计算机（2）与数据处理器（3）之间通过第二无线通信模块（8）进行通信。
3. 按照权利要求2所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：所述第一无线通信模块（7）为芯片SH-HC-05，所述芯片TGAM1的TXD引脚与所述芯片SH-HC-05的UART_RXD引脚相接。
4. 按照权利要求1所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：所述计算机（2）为平板电脑或智能手机。
5. 一种利用如权利要求1所述控制装置对轮椅进行脑波控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、脑波信号获取及上传：将所述采集电极放置在使用者的大脑枕叶区位置，将所述参考电极放置在使用者的额叶区位置，所述接地电极与使用者的耳垂接触，将色彩视觉刺激器（6）放置在使用者的眼前，所述色彩视觉刺激器（6）的中间位置为使用者的注视焦点，所述色彩视觉刺激器（6）的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，所述第一彩色闪光块以频率A1和频率A2交叉闪烁，所述第二彩色闪光块以频率B1和频率B2交叉闪烁，所述第三彩色闪光块以频率D1和频率D2交叉闪烁，所述第四彩色闪光块以频率E1和频率E2交叉闪烁，频率A1和频率A2的闪烁时长比值、频率B1和频率B2的闪烁时长比值、频率D1和频率D2的闪烁时长比值以及频率E1和频率E2的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618，所述脑电信号获取装置（1）在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机（2），计算机（2）将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，所述采集时间t不大于10秒；
步骤二、脑波频率值计算：计算机（2）对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解，得到小波包能量谱，所述小波包分解的小波基为DB4小波函数，所述DB4小波函数的分解层数为4层，所述DB4小波函数的消失矩阵阶数为4，计算机（2）选取小波包能量谱中的最大能量值作为脑波频率值C，并将脑波频率值C传送至数据处理器（3）；
步骤三、控制信息判定：所述数据处理器（3）根据预先设定的第一前进频率阈值区间[A1min，A1max）、第二前进频率阈值区间[A2min，A2max）、第一后退频率阈值区间[B1min，B1max）、第二后退频率阈值区间[B2min，B2max）、第一左转频率阈值区间[D1min，D1max）、第二左转频率阈值区间[D2min，D2max）、第一右转频率阈值区间[E1min，E1max）和第二右转频率阈值区间[E2min，E2max），对接收到的脑波频率值C进行判断，其中，A1min表示第一前进频率阈值区间的最小频率值，A1max表示第一前进频率阈值区间的最大频率值，A2min表示第二前进频率阈值区间的最小频率值，A2max表示第二前进频率阈值区间的最大频率值，B1min表示第一后退频率阈值区间的最小频率值，B1max表示第一后退频率阈值区间的最大频率值，B2min表示第二后退频率阈值区间的最小频率值，B2max表示第二后退频率阈值区间的最大频率值，D1min表示第一左转频率阈值区间的最小频率值，D1max表示第一左转频率阈值区间的最大频率值，D2min表示第二左转频率阈值区间的最小频率值，D2max表示第二左转频率阈值区间的最大频率值，E1min表示第一右转频率阈值区间的最小频率值，E1max表示第一右转频率阈值区间的最大频率值，E2min表示第二右转频率阈值区间的最小频率值，E2max表示第二右转频率阈值区间的最大频率值，当A1min≤C≤A1max或A2min≤C≤A2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为前进；当B1min≤C≤B1max或B2min≤C≤B2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为后退；当D1min≤C≤D1max或D2min≤C≤D2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为左转；当E1min≤C≤E1max或E2min≤C≤E2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为右转；
步骤四、控制信息输出：数据处理器（3）将步骤三中判定出的控制信息同步输送至显示器（5）和所述模拟开关，显示器（5）对所述控制信息进行显示，所述模拟开关调整对所述驱动模块的驱动电压：当所述模拟开关接收的控制信息为前进时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V1；当所述模拟开关接收的控制信息为后退时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V2；当所述模拟开关接收的控制信息为左转时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V3；当所述模拟开关接收的控制信息为右转时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V4；
步骤五、控制信息执行：当控制信息为前进或后退时，执行步骤501，当控制信息为左转或右转时，执行步骤502：
步骤501、执行前进后退命令：所述驱动模块根据驱动电压对被控制轮椅进行前进或后退控制，被控制轮椅开始前进或后退运动，同时数据处理器（3）开始计时，当数据处理器（3）的计时时长T等于计时阈值T1时，数据处理器（3）输送停止命令给所述驱动模块，所述驱动模块停止对被控制轮椅的前进或后退控制，被控制轮椅停止运动；
步骤501、执行左转右转命令：所述驱动模块根据驱动电压对被控制轮椅进行左转或右转控制，被控制轮椅开始左转或右转运动，同时数据处理器（3）开始计时，当数据处理器（3）的计时时长T等于计时阈值T2时，数据处理器（3）输送停止命令给所述驱动模块，所述驱动模块停止对被控制轮椅 的左转或右转控制，被控制轮椅停止运动；
步骤六、重复步骤一至步骤五，对脑电信号获取装置（1）传送的下一个脑波信号进行分析与处理。
6. 按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述计时阈值T1＝4.3s，所述计时阈值T2＝2.3s。
7. 按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述采集时间t＝1s，每1s内的脑波信号个数为512个。”
驳回决定具体指出：（1）权利要求1与对比文件1相比，区别在于：1）用于轮椅的控制；2）控制电路的具体构成，色彩视觉刺激器包括四个彩色闪光块，四个彩色闪光块分别以不同的频率闪烁，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，同一个彩色闪光块上的两个闪烁频率均对应同一个脑波诱发信号，每1s内的脑波信号个数为512个；3）脑电传感器的芯片型号；4）驱动电源的结构，规格和芯片型号；模拟开关的型号和管脚链接；5）芯片TGAM1的EEG引脚采集的是使用者大脑枕叶区的枕中线电位，芯片TGAM1的REF引脚采集的是使用者大脑额叶区的脑波电位。上述区别1）至5）均为本领域的公知常识，权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）从属权利要求2-4的附加技术特征是本领域的公知常识，当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（3）权利要求5与对比文件1相比，区别在于：步骤二脑波频率值计算的具体方式和控制信息判断的具体方式。上述区别是本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上结合本领域公知常识容易得到的，权利要求5相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（4）从属权利要求6-7的附加技术特征是本领域的公知常识。当其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求6-7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月22日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，修改涉及：在权利要求1中增加技术特征“所述色彩视觉刺激器（6）的中间位置为使用者的注视焦点，所述彩色视觉刺激器（6）的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，所述第一彩色闪光块以频率A1和频率A2交叉闪烁，所述第二彩色闪光块以频率B1和频率B2交叉闪烁，所述第三彩色闪光块以频率D1和频率D2交叉闪烁，所述第四彩色闪光块以频率E1和频率E2交叉闪烁，频率A1和频率A2的闪烁时长比值、频率B1和频率B2的闪烁时长比值、频率D1和频率D2的闪烁时长比值以及频率E1和频率E2的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618；通过彩色视觉刺激器（6）对使用者的眼睛提供脑波诱发信号，然后通过脑电信号获取装置（1）采集使用者大脑枕叶区的脑波信号，所述脑电信号获取装置（1）在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机（2），计算机（2）将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，所述采集时间t不大于10秒；计算机（2）根据接收到的脑波信号计算出脑波频率值C，并将脑波频率值C输送至数据处理器（3），数据处理器（3）根据脑波频率值C所处的频率值区间，将脑波频率值C转换成控制信息，所述模拟开关根据接收到的不同的控制信息选通不同的驱动电压，所述驱动模块根据不同的驱动电压带动被控制轮椅进行不同的运动；计算机（2）采用DB4小波函数对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解得到小波包能量谱，并选取小波包能量谱中的最大能量值作为所述脑波频率值C”。提出复审请求时修改的权利要求书如下：
“1. 一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：包括对使用者提供脑波诱发信号的色彩视觉刺激器（6）、用于对使用者大脑枕叶区的脑波信号进行采集及预处理的脑电信号获取装置（1）、与脑电信号获取装置（1）进行通信的计算机（2）和与计算机（2）进行通信的数据处理器（3），所述数据处理器（3）接有通过调整被控制轮椅的驱动电压对被控制轮椅进行前进、后退、左转或右转控制的轮椅控制电路（4）以及由所述数据处理器（3）进行控制的显示器（5），所述轮椅控制电路（4）包括用于驱动所述被控制轮椅的驱动模块、为所述驱动模块提供驱动电压的驱动电源和与所述数据处理器（3）的输出端相接且用于选通驱动电压的模拟开关，所述色彩视觉刺激器（6）包括四个彩色闪光块，四个彩色闪光块分别以不同的频率闪烁，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，同一个彩色闪光块上的两个闪烁频率均对应同一个脑波诱发信号，所述脑电信号获取装置（1）包括脑电传感器，以及与所述脑电传感器相接的采集电极、参考电极和接地电极；
所述色彩视觉刺激器（6）的中间位置为使用者的注视焦点，所述彩色视觉刺激器（6）的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，所述第一彩色闪光块以频率A1和频率A2交叉闪烁，所述第二彩色闪光块以频率B1和频率B2交叉闪烁，所述第三彩色闪光块以频率D1和频率D2交叉闪烁，所述第四彩色闪光块以频率E1和频率E2交叉闪烁，频率A1和频率A2的闪烁时长比值、频率B1和频率B2的闪烁时长比值、频率D1和频率D2的闪烁时长比值以及频率E1和频率E2的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618；通过彩色视觉刺激器（6）对使用者的眼睛提供脑波诱发信号，然后通过脑电信号获取装置（1）采集使用者大脑枕叶区的脑波信号，所述脑电信号获取装置（1）在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机（2），计算机（2）将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，所述采集时间t不大于10秒；计算机（2）根据接收到的脑波信号计算出脑波频率值C，并将脑波频率值C输送至数据处理器（3），数据处理器（3）根据脑波频率值C所处的频率值区间，将脑波频率值C转换成控制信息，所述模拟开关根据接收到的不同的控制信息选通不同的驱动电压，所述驱动模块根据不同的驱动电压带动被控制轮椅进行不同的运动；
计算机（2）采用DB4小波函数对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解得到小波包能量谱，并选取小波包能量谱中的最大能量值作为所述脑波频率值C；
所述脑电传感器为芯片TGAM1，所述芯片TGAM1的EEG引脚与所述采集电极相接，所述芯片TGAM1的REF引脚与所述参考电极相接，芯片TGAM1的EEG_GND引脚与所述接地电极相接；芯片TGAM1的EEG引脚采集的是使用者大脑枕叶区的枕中线电位，芯片TGAM1的REF引脚采集的是使用者大脑额叶区的脑波电位；
所述驱动电源包括为数据处理器（3）供电的3.3V电压源、与数据处理器（3）相接的双向电平转换芯片74LVC4245A以及3.7V模拟电压源、2.4V模拟电压源和1.2V模拟电压源，所述模拟开关包括型号为CD4051的芯片U1和型号为CD4051的芯片U2，所述芯片U1的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚相接，所述芯片U1的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A1引脚相接，所述芯片U1的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A2引脚相接，所述芯片U2的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A3引脚相接，所述芯片U2的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A4引脚相接，所述芯片U2的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A5引脚相接，所述双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚、A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚和A5引脚分别与数据处理器（3）的PB0引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚、PB4引脚和PB5引脚相接，所述芯片U1的第12引脚与所述驱动模块的X接口相接，所述芯片U2的第12引脚与所述驱动模块的Y接口相接。
2. 按照权利要求1所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：还包括第一无线通信模块（7）和第二无线通信模块（8），所述脑电信号获取装置（1）与计算机（2）之间通过第一无线通信模块（7）进行通信，所述计算机（2）与数据处理器（3）之间通过第二无线通信模块（8）进行通信。
3. 按照权利要求2所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：所述第一无线通信模块（7）为芯片SH-HC-05，所述芯片TGAM1的TXD引脚与所述芯片SH-HC-05的UART_RXD引脚相接。
4. 按照权利要求1所述的一种轮椅脑波控制装置，其特征在于：所述计算机（2）为平板电脑或智能手机。
5. 一种利用如权利要求1所述控制装置对轮椅进行脑波控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、脑波信号获取及上传：将所述采集电极放置在使用者的大脑枕叶区位置，将所述参考电极放置在使用者的额叶区位置，所述接地电极与使用者的耳垂接触，将色彩视觉刺激器（6）放置在使用者的眼前，所述色彩视觉刺激器（6）的中间位置为使用者的注视焦点，所述色彩视觉刺激器（6） 的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，所述第一彩色闪光块以频率A1和频率A2交叉闪烁，所述第二彩色闪光块以频率B1和频率B2交叉闪烁，所述第三彩色闪光块以频率D1和频率D2交叉闪烁，所述第四彩色闪光块以频率E1和频率E2交叉闪烁，频率A1和频率A2的闪烁时长比值、频率B1和频率B2的闪烁时长比值、频率D1和频率D2的闪烁时长比值以及频率E1和频率E2的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618，所述脑电信号获取装置（1）在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机（2），计算机（2）将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，所述采集时间t不大于10秒；
步骤二、脑波频率值计算：计算机（2）对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解，得到小波包能量谱，所述小波包分解的小波基为DB4小波函数，所述DB4小波函数的分解层数为4层，所述DB4小波函数的消失矩阵阶数为4，计算机（2）选取小波包能量谱中的最大能量值作为脑波频率值C，并将脑波频率值C传送至数据处理器（3）；
步骤三、控制信息判定：所述数据处理器（3）根据预先设定的第一前进频率阈值区间[A1min，A1max）、第二前进频率阈值区间[A2min，A2max）、第一后退频率阈值区间[B1min，B1max）、第二后退频率阈值区间[B2min，B2max）、第一左转频率阈值区间[D1min，D1max）、第二左转频率阈值区间[D2min，D2max）、第一右转频率阈值区间[E1min，E1max）和第二右转频率阈值区间[E2min，E2max），对接收到的脑波频率值C进行判断，其中，A1min表示第一前进频率阈值区间的最小频率值，A1max表示第一前进频率阈值区间的最大频率值，A2min表示第二前进频率阈值区间的最小频率值，A2max表示第二前进频率阈值区间的最大频率值，B1min表示第一后退频率阈值区间的最小频率值，B1max表示第一后退频率阈值区间的最大频率值，B2min表示第二后退频率阈值区间的最小频率值，B2max表示第二后退频率阈值区间的最大频率值，D1min表示第一左转频率阈值区间的最小频率值，D1max表示第一左转频率阈值区间的最大频率值，D2min表示第二左转频率阈值区间的最小频率值，D2max表示第二左转频率阈值区间的最大频率值，E1min表示第一右转频率阈值区间的最小频率值，E1max表示第一右转频率阈值区间的最大频率值，E2min表示第二右转频率阈值区间的最小频率值，E2max表示第二右转频率阈值区间的最大频率值，当A1min≤C≤A1max或A2min≤C≤A2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为前进；当B1min≤C≤B1max或B2min≤C≤B2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为后退；当D1min≤C≤D1max或D2min≤C≤D2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为左转；当E1min≤C≤E1max或E2min≤C≤E2max，数据处理器（3）得出当前状态下被控制轮椅的控制信息为右转；
步骤四、控制信息输出：数据处理器（3）将步骤三中判定出的控制信息同步输送至显示器（5）和所述模拟开关，显示器（5）对所述控制信息进行显示，所述模拟开关调整对所述驱动模块的驱动电压：当所述模拟开关接收的控制信息为前进时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V1；当所述模拟开关接收的控制信息为后退时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V2；当所述模拟开关接收的控制信息为左转时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V3；当所述模拟开关接收的控制信息为右转时，所述模拟开关将所述驱动模块的驱动电压调整为V4；
步骤五、控制信息执行：当控制信息为前进或后退时，执行步骤501，当控制信息为左转或右转时，执行步骤502：
步骤501、执行前进后退命令：所述驱动模块根据驱动电压对被控制轮椅进行前进或后退控制，被控制轮椅开始前进或后退运动，同时数据处理器（3）开始计时，当数据处理器（3）的计时时长T等于计时阈值T1时，数据处理器（3）输送停止命令给所述驱动模块，所述驱动模块停止对被控制轮椅的前进或后退控制，被控制轮椅停止运动；
步骤501、执行左转右转命令：所述驱动模块根据驱动电压对被控制轮椅进行左转或右转控制，被控制轮椅开始左转或右转运动，同时数据处理器（3）开始计时，当数据处理器（3）的计时时长T等于计时阈值T2时，数据处理器（3）输送停止命令给所述驱动模块，所述驱动模块停止对被控制轮椅 的左转或右转控制，被控制轮椅停止运动；
步骤六、重复步骤一至步骤五，对脑电信号获取装置（1）传送的下一个脑波信号进行分析与处理。
6. 按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述计时阈值T1＝4.3s，所述计时阈值T2＝2.3s。
7. 按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述采集时间t＝1s，每1s内的脑波信号个数为512个。 ”
复审请求人认为：（1）与对比文件1相比，权利要求1所采用的基于双频闪烁刺激的脑机接口诱发方法以及基于黄金分割比的脑电信号采集方法不同。权利要求1采用不同色彩的双频闪烁刺激源进行脑电信号诱发，利用色彩的真实感引起使用者情绪上的专注，由此提高脑波信号诱发的灵敏度和识辨率；并采用黄金分割比划分采样周期，打破均分采样周期带来的沉闷感，以避免刺激源的单调性，不易造成使用者的视觉疲劳，提高了脑电诱发的正确性；同时采用黄金分割比将采样周期划分为0.618段和0.382段，强调了位于0.618段的闪烁频率，弱化了位于0.382段的闪烁频率，位于0.618段的闪烁频率起到了确保脑波诱发的有效性的作用，为后续进行脑电信号分析处理提出准确、可靠判断依据；采取双频段交叉闪烁范式，进一步提升了SSVEPs诱发成功率，并在原有训练时间的基础上缩短单次训练的时间, 提升了轮椅控制系统的实时性，同时提升了轮椅的平均正确动作率。对比文件1的显示部仅是利用所显示的图形进行诱发。（2）与对比文件1相比，权利要求1所采用的脑波信号分析处理方法以及对轮椅的控制方法均不同。权利要求1对脑波诱发信号进行分析处理得到的脑波频率值判断使用者的控制意图，根据脑波频率值的不同即可判断使用者的不同意图，实现简便且控制精确；同时，对脑波频率值进行判断时，结合对应的频率值区间进行判断，由于视觉诱发是双频闪烁刺激源刺激诱发，因而频率值区间判断时均依据两个不同的频率值区间进行判断，每一次判断过程均将两个不同的阈值区间配合使用，采用的是双阈值区间判断法，相对于单个的前进频率阈值来说，提高了使用者当前控制意图的脑波信号的采集概率，从而进一步减少漏判，进一步提高控制效果。通过彩色视觉刺激器6对使用者的眼睛提供脑波诱发信号，并通过脑电信号获取装置1采集使用者大脑枕叶区的脑波信号，并将采集到的脑波信号传输给计算机2，计算机2根据接收到的脑波信号计算出脑波频率值，并将脑波频率值送至数据处理器3，数据处理器3根据脑波频率值所处的频率值区间，将脑波频率值转换成控制信息，模拟开关根据接收到的不同的控制信息选通不同的驱动电压，驱动模块根据不同的驱动电压带动被控制轮椅进行不同的运动。并且，小波包分解不仅精确了脑波信号的频域信息，而且保留了脑波信号的时域信息，能有效解决现有脑波频率方法中经常采用的傅里叶变换计算脑波频率值时存在的提取了脑波信号的频域信息、丢失了脑波信号时域信息的问题。DB4小波函数的消失矩阵阶数为4，不仅可以很好的抑制干扰信息，突出脑波信号的特征值，并且能最大限度的减小由于小波变换后畸变相位占整个周期相位的比例。权利要求1的控制手段和驱动手段主要在于数据处理器与模拟开关的组合，其中数据处理器的型号为STM32F103R8T6，模拟开关的型号为CD4051的芯片U1和型号为CD4051的芯片U2，该数据处理器的芯片STM32F103R8T6的各引脚和模拟开关的芯片U1、U2的各引脚相连接，芯片U1、U2起到选通的作用，采用SPWM编码作为控制轮椅的驱动电平编码。通过事先将标准的SPWM编码集成在轮椅控制电路的独立储存器中，该独立存储器独立于控制电路中的控制器。轮椅的不同动作（包括前进、后退、左转以及右转）分别对应一组驱动编码包，控制器主要是通过总线传递一定时长的数字控制编码作为选通信号给两块CD4051模块，两块CD4051各自依据控制编码从3.7V、2.4V、1.2V三种触发电平中选择一种电平并以一定时长的方式分别送入存储器接口电路的X、Y端口, 通过X、Y端口的触发电平自由组合来选通控制存储器中的驱动编码包，输出编码驱动轮椅运动，这样可以有效避免SPWM失真导致轮椅的控制偏差，可以有效避免因控制器通过程序中断直接进行驱动编码时，因控制器时序占用导致编码输出间断，降低对轮椅控制的连续性的问题。（3）权利要求2对权利要求1进一步限定，使脑电信号获取装置1与计算机2之间以及计算机2与数据处理器3之间通信更为简便，实现方便，使得刺激源、信号处理和轮椅控制三大模块相分离，刺激源与信号处理集成在移动端，增加装置的控制灵活性，轻便性。权利要求3对第一无线通信模块7所采用的芯片和连接关系进行进一步明确，实现更为简单。权利要求4对权利要求1进一步限定，将计算机2限定为平板电脑或智能手机，实现更为简便。（4）与对比文件1相比，权利要求5的脑波频率值计算的具体方式及控制信息判定的具体方式不同。本申请是由脑电信号最大频域能量值匹配频段分布来实现控制信号的区分，而对比文件1是直接以某一固定频段的频域幅值作为指标，进行阈值对比与信号区分的。本申请将普通小波包频域分解法与小波基函数的消失矩阶数结合，在对原始信号处理方面首先依据不同消失矩阶数的选取，得出重构信号，然后在此消失矩阶数的选取上进行小波包频域分解；采用DB4小波函数对脑波信号进行小波包分解，小波包分解不仅精确了脑波信号的频域信息，而且保留了脑波信号的时域信息；将小波包基小波DB的基函数消失矩阶数m取4，不仅可以很好的抑制干扰信息，突出脑波信号的特征值，并且能最大限度的减小由于小波变换后畸变相位占整个周期相位的比例，双频闪烁块对实验者的脑电诱发速度最快，轮椅脑控系统的控制实时性较好，轮椅具有较低的误动率。另外，频率阈值区间为双阈值区间，并且各区间设计合理，能进一步提高控制精度和控制效果，两个前进、后退、左转和右转频率阈值区间配合使用，相对于单个的前进频率阈值区间来说，相应提高了用于控制前进、后退、左转和右转的脑波信号的采集概率。（5）权利要求6对计时阈值T1和计时阈值T2的取值进行限定，使得控制更为精确。权利要求7对采集时间t和每1s内的脑波信号个数进行具体限定，使得控制结果更加准确。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月28日依法受理了该复审请求，并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，针对上述复审请求，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
复审请求人于2019年04月22日提出复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页。经审查，其中所作的修改符合专利法第33条的规定。故本复审请求审查决定所依据的文本为：申请日2017年08月31日提交的说明书摘要和摘要附图；2018年12月06日提交说明书第1-17页和说明书附图第1-3页；2019年04月22日提交的权利要求第1-7项。
（二）、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在多个区别技术特征，其中，部分区别技术特征未被其它现有技术所公开，也没有给出相应的技术启示，目前也没有证据表明该部分区别技术特征是本领域的公知常识，且该部分区别技术特征使得该权利要求请求保护的技术方案具有有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
具体到本案：
1．权利要求1请求保护一种轮椅脑波控制装置，对比文件1公开了一种车载装置，并具体公开了：导航装置作为使用脑波信号的控制装置的控制对象（参见说明书第10页第2段）；另外，电动轮椅也可作为控制对象的电子设备（参见说明书第10页第5段），可见，对比文件1的控制装置相当于本申请的轮椅脑波控制装置；
显示部具有变形、变色处理部；在变形、变色处理部中使显示器的显示变形、变色，以便成为容易诱发画面驱动脑波的显示（参见说明书第5页第3段，即公开了对使用者提供脑波诱发信号的色彩视觉刺激器；通过彩色视觉刺激器对使用者的眼睛提供脑波诱发信号）；
检测部若检测到了脑波，则在框图的信号检测部开始噪音消除、放大、信号处理、修正等解析（参见说明书第6页第1段，公开了对使用者的脑波信号进行采集及预处理）；脑波传感器2（相当于本申请的脑电传感器）或者设置为头盔型，戴在头3上并将电极贴在头皮上（参见说明书第9页第1段，检测部、脑波传感器2以及电极的组合相当于本申请的脑电信号获取装置，且可以直接地、毫无疑义地确定电极与脑电传感器相连接，电极包括采集电极）。
该权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比，其区别技术特征在于：
1）色彩视觉刺激器包括四个彩色闪光块，四个彩色闪光块分别以不同的频率闪烁，每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁，同一个彩色闪光块上的两个闪烁频率均对应同一个脑波诱发信号；色彩视觉刺激器的中间位置为使用者的注视焦点，彩色视觉刺激器的四个彩色闪光块分别为第一彩色闪光块、第二彩色闪光块、第三彩色闪光块和第四彩色闪光块，第一彩色闪光块以频率A1和频率A2交叉闪烁，第二彩色闪光块以频率B1和频率B2交叉闪烁，第三彩色闪光块以频率D1和频率D2交叉闪烁，第四彩色闪光块以频率E1和频率E2交叉闪烁，频率A1和频率A2的闪烁时长比值、频率B1和频率B2的闪烁时长比值、频率D1和频率D2的闪烁时长比值以及频率E1和频率E2的闪烁时长比值均为黄金分割比0.618；
2）与脑电信号获取装置进行通信的计算机和与计算机进行通信的数据处理器，数据处理器接有通过调整被控制轮椅的驱动电压对被控制轮椅进行前进、后退、左转或右转控制的轮椅控制电路以及由数据处理器进行控制的显示器，轮椅控制电路包括用于驱动被控制轮椅的驱动模块、为驱动模块提供驱动电压的驱动电源和与数据处理器的输出端相接且用于选通驱动电压的模拟开关；脑电信号获取装置在采集时间t内对使用者的脑波信号进行采集，并将所采集的脑波信号同步传送至计算机，计算机将接收到的脑波信号存入脑波信号数据库I，采集时间t不大于10秒；计算机根据接收到的脑波信号计算出脑波频率值C，并将脑波频率值C输送至数据处理器，数据处理器根据脑波频率值C所处的频率值区间，将脑波频率值C转换成控制信息，模拟开关根据接收到的不同的控制信息选通不同的驱动电压，驱动模块根据不同的驱动电压带动被控制轮椅进行不同的运动；计算机采用DB4小波函数对脑波信号数据库I内的脑波信号进行小波包分解得到小波包能量谱，并选取小波包能量谱中的最大能量值作为脑波频率值C；驱动电源包括为数据处理器供电的3.3V电压源、与数据处理器相接的双向电平转换芯片74LVC4245A以及3.7V模拟电压源、2.4V模拟电压源和1.2V模拟电压源，模拟开关包括型号为CD4051的芯片U1和型号为CD4051的芯片U2，芯片U1的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚相接，芯片U1的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A1引脚相接，芯片U1的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A2引脚相接，芯片U2的第11引脚分别与3.7V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A3引脚相接，芯片U2的第10引脚分别与2.4V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A4引脚相接，芯片U2的第9引脚分别与1.2V模拟电压源和双向电平转换芯片74LVC4245A的A5引脚相接，双向电平转换芯片74LVC4245A的A0引脚、A1引脚、A2引脚、A3引脚、A4引脚和A5引脚分别与数据处理器的PB0引脚、PB1引脚、PB2引脚、PB3引脚、PB4引脚和PB5引脚相接，芯片U1的第12引脚与驱动模块的X接口相接，芯片U2的第12引脚与驱动模块的Y接口相接；
3）脑电采集部位为使用者大脑枕叶区；电极还包括参考电极和接地电极；脑电传感器为芯片TGAM1，芯片TGAM1的EEG引脚与采集电极相接，芯片TGAM1的REF引脚与参考电极相接，芯片TGAM1的EEG_GND引脚与接地电极相接；芯片TGAM1的EEG引脚采集的是使用者大脑枕叶区的枕中线电位，芯片TGAM1的REF引脚采集的是使用者大脑额叶区的脑波电位。
基于上述区别技术特征可知，该权利要求的技术方案实际要解决的技术问题是：更容易引起使用者专注从而提高脑波信号诱发的灵敏度和识辨率、减少使用者视觉疲劳；更快速准确地控制轮椅运动；更准确地采集脑波信号。
对于区别技术特征1），其诱发脑波的手段为，采用四个彩色闪光块分别以两种不同的频率交叉闪烁，且各个彩色闪光块的两种不同的频率闪烁时长比值均为黄金分割比0.618。对比文件1公开了：在变形、变色处理部中使显示器的显示变形、变色，以便成为容易诱发画面驱动脑波的显示，容易诱发画面驱动脑波的显示是指不同于以往的一般显示，一部分发生了变形或变色的显示，例如，对于在显示器靠近端侧的一部分例如右下部分显示的地图、文字等，在被进行了仅向纵向拉长或者仅向横向拉长这样的扩大/缩小之外的变形的情况下，由于看到该部分会产生异常感觉，因此容易诱发脑波；变色是指背景色不同、文字颜色不同、正负反转或补色显示灯（参见说明书第5页第3段）。可见对比文件1通过对诱发画面进行变形或变色这样不同于以往的显示，即关注于画面的改变差异而诱发脑波，但并未将画面的闪烁频率作为容易诱发脑波的考虑因素，更未涉及进一步对闪烁频率做出改变，因此，基于对比文件1，本领域技术人员没有动机采用区别技术特征1）所限定的技术手段对对比文件1做出改进。另外在本领域，虽然也常见设置视觉刺激源（例如图片、发光二极管等）采用一定的闪烁频率，但该闪烁频率是单一频率，而区别技术特征1）的色彩视觉刺激器为具有四个彩色闪光块且每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁并将双频闪烁时长比值设置为黄金分割比0.618的色彩视觉刺激器，可见区别技术特征1）中的色彩视觉刺激器在本领域常见的视觉刺激要素（色彩、频率）的基础上进一步考虑了色彩差异与频率变化的结合，即，基于四个彩色闪光块设置各个彩色闪光块相互之间的闪烁频率不同，还同时限定每个彩色闪光块自身在两个频率下闪烁，其该两个频率的闪烁时长亦不同，目前没有证据表明该区别技术特征1）属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征2），首先，对比文件1公开了：导航装置作为使用脑波信号的控制装置的控制对象（参见说明书第10页第2段）；另外，电动轮椅也可作为控制对象的电子设备（参见说明书第10页第5段）。可见对比文件1公开了使用脑波信号对轮椅进行控制，而在本领域对轮椅进行控制使之前进、后退、左转或右转是公知的需求，因此检测脑波信号对轮椅进行控制使之前进、后退、左转或右转是本领域技术人员容易想到的；其次，设置计算机对采集到的脑波信号进行存储以及提取相关特征值，设置数据处理器与计算机相连以接收相关特征值并进一步分析判断以输出相关控制信息，设置显示器对相关控制信息进行显示以提醒使用者，设置模拟开关以及驱动电源与数据处理器相连以接收相关控制信息并输出相关驱动信号是本领域为具体实现基于脑波信号对轮椅进行运动控制而采取的常规设置；再次，小波函数提取信号的频域信息的同时保留信号的时域信息是本领域公知的，因此将小波函数应用于脑电信号处理以提取相关特征值是本领域技术人员容易想到的，另外将小波函数的消失矩阵阶数设置为4是本领域技术人员在提取脑波信号特征值时为尽可能的抑制干扰信息经过有限的试验而容易得到的；最后，74LVC4245A是本领域一种典型的多路双向电平转换芯片，其具有转换电平连接简单、使用方便可靠的特点，一般由两组电源供电以提供给转换逻辑双向分别使用,芯片CD4051是本领域广泛采用的一种单8通道模拟开关，其常见用于多信源选择电路以便实现电子设备的操控，且根据芯片引脚功能，容易获得芯片74LVC4245A和CD4051的各引脚之间的连接关系，另外，设置3.3V电压源以对数据处理器供电，设置3.7V模拟电压源、2.4V模拟电压源和1.2V模拟电压源与芯片CD4051相连接以实现多个驱动电平输出也是本领域公知的，当在面对如何输出轮椅多个驱动信号以实现轮椅相关运动时，本领域技术人员容易想到选取合适的电平转换芯片和模拟开关并与数据处理器相连接，并将数据处理器输出的相关控制信息转换为相关驱动电平信号以驱动轮椅执行前进、后退、左转或右转的动作从而更快速准确地控制轮椅运动。
对于区别技术特征3），由于枕叶的主要功能与视觉有关，因此利用视觉刺激源诱发脑波信号时将脑电采集部位设置为大脑枕叶区是本领域技术人员容易想到的。另外，设置参考电极和接地电极以采集脑波信号是本领域技术人员采取的常规电极设置，TGAM1是本领域常见的芯片型号，该芯片引脚之间的连接关系被本领域技术人员所熟知，选取上述芯片并将其各引脚与采集电极、参考电极和接地电极连接是本领域技术人员为准确地采集脑波信号而采取的常规技术手段。
综上，对比文件1没有公开区别技术特征1），也没有给出相应的技术启示，目前也没有证据表明该区别技术特征1）属于本领域的公知常识。该区别技术特征1）采用视觉刺激源为具有四个彩色闪光块且每个彩色闪光块均以两个闪烁频率交叉闪烁并将双频闪烁时长比值设置为黄金分割比0.618的色彩视觉刺激器，两个特定的闪烁频率对应控制设备的一个控制信号，这样的视觉刺激源色彩更丰富，更容易引起使用者专注从而提高脑波信号诱发的灵敏度和识辨率，设置两个闪烁频率且双频闪烁时长比值设置为黄金分割比0.618相比单一闪烁频率能减少使用者的视觉疲劳，实现了提高脑波信号诱发的灵敏度和识辨率的技术效果。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域的公知常识具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2．从属权利要求2-4直接或间接引用权利要求1，在权利要求1具备创造性的前提下，从属权利要求2-4也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3．权利要求5请求保护一种利用如权利要求1所述控制装置对轮椅进行脑波控制的方法，权利要求6-7为权利要求5的从属权利要求，在权利要求1所请求保护的轮椅脑波控制装置具备创造性的前提下，利用这样的控制装置对轮椅进行脑波控制的方法也具有创造性，因此，权利要求5-7也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年01 月07 日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局专利实质审查部门在复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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