【摘 要】
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本文基于桌面虚拟现实设备,以Unity3D为开发平台,以C#为开发语言,研究开发了交互自然、易实现互动分享的虚拟现实飞行模拟驾驶系统。进一步地,基于Emotive EPOC+脑电采集设备,以Open VIBE为脑电处理平台,研究开发了基于稳态视觉诱发电位范式的脑-机接口,将其与虚拟现实飞行模拟驾驶系统集成,用户利用该系统能够通过“意念”操控飞行模拟驾驶。在飞行模拟驾驶方面,基于Unity3D物理引
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本文基于桌面虚拟现实设备,以Unity3D为开发平台,以C#为开发语言,研究开发了交互自然、易实现互动分享的虚拟现实飞行模拟驾驶系统。进一步地,基于Emotive EPOC+脑电采集设备,以Open VIBE为脑电处理平台,研究开发了基于稳态视觉诱发电位范式的脑-机接口,将其与虚拟现实飞行模拟驾驶系统集成,用户利用该系统能够通过“意念”操控飞行模拟驾驶。在飞行模拟驾驶方面,基于Unity3D物理引擎,研究开发了飞行力学仿真算法,实现较为逼真的飞行模拟驾驶视觉效果。应用Unity Shader、六自由度交互、3D Canvas等技术实现相应的视景仿真与人机交互功能。此外,应用相机投影变换和Web Camera,开发了实时增强现实（Augmented Reality,AR）分享功能。在脑-机接口方面,基于Open VIBE脑电处理平台,应用多类共空间模式（Common Spatial Pattern,CSP）与多类线性判别分析（Linear Discriminant Analysis,LDA）实现对稳态视觉诱发电位（Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP）范式脑电信号的特征提取与分类,获得良好的分类正确率与控制效果。为进一步提升脑-机接口控制性能,本文通过数据分析与实验验证,对实验平台进行了优化并确定了关键参数,从而大幅提高了分类正确率。最后,将平面视觉刺激与虚拟现实视觉刺激为实验变量进行对比分析,实验结果表明通过虚拟现实能够提高SSVEP的在线控制性能。基于上述研究,开发了比较完善的基于桌面虚拟现实视觉刺激的脑-机接口飞行模拟驾驶系统。该系统具有交互自然、沉浸感强、脑控飞行模拟灵活等特点,克服了头盔式虚拟现实飞行模拟易头晕目眩、与世隔绝、难以互动分享等问题。
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