虚拟机接口论文-宋逍雄,高瞻,周海昌

虚拟机接口论文-宋逍雄,高瞻,周海昌

导读:本文包含了虚拟机接口论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:虚拟现实,脑机接口,冥想,交互技术

虚拟机接口论文文献综述

宋逍雄,高瞻,周海昌[1](2018)在《基于脑机接口的虚拟冥想训练系统研究》一文中研究指出冥想可以改善多种与人生活方式有关的健康问题,包括抑郁症患者的抑郁症状,以及减轻慢性疼痛患者的疼痛感等。将脑机接口技术(BCI)与虚拟现实技术(VR)相结合,设计并实现了基于脑机接口的虚拟现实冥想系统。系统提供沉浸式虚拟环境和引导冥想轨迹,同时使用脑机接口设备进行脑电图(EEG)数据采集,经蓝牙传输到PC端进行分析与处理,监测参与者的心理变化,并实时提供视觉、听觉等系统反馈。研究结果初步证明系统可以帮助用户更好地进行冥想训练。(本文来源于《软件导刊》期刊2018年07期)

潘鑫[2](2017)在《基于脑机接口的虚拟驾驶系统》一文中研究指出脑机接口(Brain-computer interface,BCI)与虚拟现实(Virtual reality,VR)都是当前科学界研究的热门领域,脑机接口不使用传统的神经-肌肉传导这一生理通道,而是通过解码脑活动模式来实现与外界的交流交互,能够给予重度瘫痪病人与外界交流交互的可能。但是在某些场合下,使用外部硬件设备进行康复训练费用昂贵并存在潜在的不安全性,而与虚拟现实结合解决了这一问题,一方面,虚拟现实能够给予病人正常训练的环境设施,减少了昂贵的硬件设备费用;另一方面,虚拟现实的高度逼真性能能够产生使用实际硬件外部设备同样甚至更加优秀的效果,而且还不会给病人带来安全风险,同时还可以作为一种游戏或者娱乐方式给使用者带来身心的愉悦。首先,本文展示了一个新颖的基于脑电P300的虚拟现实系统,这个系统摒弃了大多数现存的虚拟现实平台中鼠标、键盘或者诸如手柄等物理输入设备。使用者能够使用P300脑电信号驾驶车辆在一个虚拟的、逼真的城市环境中漫游。系统中P300脑电的识别分类采用了自适应贝叶斯判别分析算法(SA-BLDA),系统的P300显示范式采用了新颖的基于OSG叁维渲染引擎的3D-P300字符范式。在训练过程中,通过交叉验证所有8名受试者的识别准确率都达到了90%以上。在虚拟驾驶的过程,使用P300字符作为控制命令控制虚拟车辆的驾驶,能够实现如“启动”,“左转”,“右转”,“保持”,“停止”等功能。实验后的受试者心理状态评估表打分中显示:本系统作为一个娱乐性的游戏能够愉悦身心,有益于受试者熟悉和了解脑机接口系统。其次,本文展示了一个基于混合脑机接口控制的虚拟驾驶游戏,不同于上述系统的是本系统采用了P300与运动想象结合的混合脑机控制方式,这一控制方式结合了P300多自由度控制的优点,和运动想象高信息传输率的优点,在控制方式上比单一脑机接口更为优秀。由Unity专业游戏引擎设计的车辆驾驶游戏具有高的可玩性、生动和符合现实的虚拟现实场景。在控制的实现中,由混合脑机接口产生控制指令或者控制数据,通过TCP/IP通信协议进行网络传输,当游戏场景接收到控制指令或者控制数据,做出如“加速”,“减速”,“左转”,“右转”,“保持”,“停止”等动作。在本部分的内容中,本文设计了两个游戏场景用来检验系统的可靠性,分别是“撞木箱游戏”和“环湖驾驶游戏”,在游戏过程中6位受试者均出色的完成了游戏规定内容,并且所有玩家在游戏过程中均实现了零碰撞,实验结果表明本系统具有很好的可玩性和可靠性。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-04-20)

赵春辉[3](2017)在《基于脑机接口的虚拟人控制研究及应用》一文中研究指出脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)技术过去几十年的研究主要围绕着运动功能障碍但脑功能正常的病人而展开。虽然已有许多BCI系统实现,并基本形成了一个完善的BCI系统组成框架,但是由于BCI服务对象少以及技术本身存在的问题,使得在应用方面还面临着许多问题。本文针对提高BCI系统的判别效率和BCI应用范围窄的问题,将虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术引入到BCI系统,将BCI和VR带入一个新的领域,将BCI作为VR系统新的输入方式,非常有利于BCI和VR的发展。本文主要从叁个方面展开工作,具体工作内容如下:1.对目前BCI系统所使用的脑电信号(Electroencephalogram,EEG)成分进行分析和整理,发现P300在分类决策方面效果显着,因此设计并实现了一个基于P300的脑机接口训练平台。本训练平台采用叁维(three dimesional,3D)刺激序列诱发P300成分,相比于传统的二维(two dimesional,2D)刺激序列,具有更强的P300诱发作用,同时采用贝叶斯线性判别分析(Bayesian linear discriminant analysis,BLDA)对P300特征向量进行特征分类,从8个受试者的实验数据和效果来看,系统取得了比2D P300刺激更好的训练效果。2.对计算机图形学知识梳理并应用,研究并创建了适合与BCI系统的VR系统。本系统通过OpenSceneGraph(OSG)首次实现一个键盘控制的虚拟人避障的VR系统,具有高灵活性和可拓展性的特点,并且能很好地支持BCI的相关外部设备。经过键盘测试,人能够灵活的通过键盘控制虚拟人做4种不同的动作来躲避障碍物,具有良好的人机交互效果,为BCI的应用拓展打下坚实的基础。3.针对BCI系统应用范围小,VR的输入方式笨拙的问题,首次设计并实现了一个基于P300的脑控虚拟人避障系统并应用了一种提高BCI判别效率的算法——自适应算法。本系统实现了将EEG中的P300特征信号转化为虚拟人的控制命令,实现脑控虚拟人功能,具有很强的趣味性和灵活性,同时在在线实验过程采用了自适应算法,极大的减少了识别时间提高了BCI识别效率,极大的提高了虚拟人控制的流畅度。3位受试者每人做4次在线实验的完成任务时间、识别正确率以及碰撞次数统计结果证明了系统的效果。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-04-20)

曹贯华[4](2017)在《面向脑机接口的虚拟现实场景开发》一文中研究指出脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是指在人脑和电子设备之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的全新对外信息交流和控制技术。其中脑电生物反馈疗法(Electroencephalogram Biofeedback or Neurofeedback)是脑机接口与生物反馈疗法相结合的重要应用。近年来,随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术的发展,生物反馈疗法也开始尝试采用VR系统。本研究针对现有生物信息反馈系统以及BCI系统的不足,将BCI技术与虚拟现实相结合,构建面向脑机接口的虚拟现实放松系统。整个系统中,采用Brain Link Lite作为脑电信号采集器,使用C#开发了脑电采集软件,使用Unity3D开发了虚拟现实场景,采用智能手机作为系统的终端,通过无线通信进行数据传输,实现了一个实时反馈的BCI系统和3D虚拟现实环境。在保证放松效果的同时,增强了虚拟现实反馈系统的便携性、高效性。最后为了研究系统的放松效果和虚拟现实场景的临在感,进行了实证研究。实验采用随机分组前测后测的方法,将20名被试随机分为实验组和对照组,其中每组10人,采用调查问卷的方法评估系统的放松效果,同时研究了系统的临在感与放松效果之间的关系。运用临在感调查问卷研究了获取临在感的影响因素和临在感的各个因素所占比重。进行状态特质焦虑问卷(State-Trait Anxiety Inventory,STAI)组内比较,实验组状态焦虑值后测分数低于前测,且差异显着,对照组差异不显着(p<0.05)。进行STAI组间比较,状态焦虑值实验组前测与后测分数的差值高于对照组,且两组差异显着(p<0.05)。得出沉浸式虚拟现实场景具有更好的心理放松效果。沉浸环境比非沉浸环境具有更强的临在感,更好的放松效果。说明本文设计面向脑机接口的虚拟现实放松系统具有良好的心理放松效果,较强的临在感。(本文来源于《兰州大学》期刊2017-04-01)

马留洋[5](2017)在《基于虚拟现实的运动想象脑—机接口训练系统》一文中研究指出脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是在大脑和计算机及外部设备之间由人工搭建的一条不同于传统大脑信息传输的通路,作为一种全新的信息交流和控制技术,可使用户直接通过意识与外部设备实现信息交互。运动想象(Motor Imagery,MI)脑-机接口作为一种自主BCI方式,在神经退行性疾病患者的康复、军事远程作战等方面具有巨大的潜在价值,成为近年来的研究热点。近十几年来,运动想象脑-机接口的研究取得较大进展,但依然存在以下问题:(1)受试者运动想象能力差异较大,不同受试者对同一个BCI系统的操控能力具有很大差异;(2)不同受试者做同一思维任务时脑电信号的特征不尽相同,需要选择最优特征提取算法;(3)不同受试者在做同一思维任务时大脑的活动区域不尽相同,需要选择不同的脑电导联;(4)训练对受试者的运动想象能力具有较大的影响,需要对受试者进行大量训练,以提高受试者的操控能力。针对以上问题,本文把虚拟现实(virtual reality,VR)和脑-机接口技术相结合,设计了一款自适应运动想象BCI系统(Motor Imagery Brain-Computer Interface,MI-BCI)的虚拟现实训练与实时控制系统。本文的主要工作和创新点如下:(1)设计了一款自适应算法选择的运动想象BCI软件系统。本文利用C#和MATLAB混合编程方式,设计实现了MI-BCI软件。集成了叁种脑电信号预处理算法、五种特征提取算法和两种分类识别算法,提供离线分析、在线分析和自适应算法选择功能。根据受试者的脑电信息,自动选择最适合该受试者最优算法组合,增强了BCI系统与受试者的契合度,提高了BCI系统的普适性。(2)提出了一种新的导联选择算法——遗传蜂群算法。针对不同受试者大脑活动区域差异的自然现象,本文利用遗传算子改进传统蜂群算法邻域搜索操作,提出了一种基于遗传算子的人工蜂群算法(artificial bee colony algorithm based on genetic operators,GA-ABC)对运动想象BCI系统进行导联优选,大大降低了导联维数,提高了脑电信号处理速度和识别率,为BCI系统步入实用提供了参考。(3)搭建了一个基于Unity3D的运动想象虚拟现实场景。采用Unity3D、DAZ Studio和3Dmax设计了虚拟场景和3D人物模型与动作,通过Socket套接字实现了BCI系统与虚拟现实系统的信息交互。虚拟现实场景功能分为受试者训练和训练效果测试,其中测试部分又分为同步在线测试和漫游测试,分别提供第一视角和第叁视角两种模式供用户选择,为受试者的运动想象训练和实时操控提供了一个直观的反馈,提高了受试者的运动想象能力和对BCI系统的操控能力。(4)设计了运动想象脑-机接口虚拟现实在线控制实验。本文设计同步在线实验和虚拟现实在线漫游测试两种实验对四名受试者的训练效果进行测试,根据实验结果得出本文设计训练系统能够提高受试者运动想象能力,同时验证了本系统设计是有效性、合理性和可行性。(本文来源于《郑州大学》期刊2017-04-01)

陈思,肖辉[6](2016)在《基于虚拟现实的脑-机接口技术发展研究》一文中研究指出脑-机接口与虚拟现实是当前研究的热点,将二者的有效结合,既能更有效地发挥脑-机接口的功能,提高被试的脑-机接口控制效果,又能对虚拟现实技术进行改善。本文介绍了基于虚拟现实的脑-机接口的研究背景,而后介绍了该系统的基本结构,并总结了当前该技术的发展现状,最后提出了未来发展前景。(本文来源于《电子世界》期刊2016年21期)

陆盛林[7](2016)在《基于脑机接口的虚拟现实叁维目标的控制研究及应用》一文中研究指出脑机接口技术(Brain-computer Interface)作为一个涉及神经学科与控制学科的交叉领域,在近年来得到了广泛的研究。其应用价值主要在于,通过精心设计的实验范式,并基于模式识别技术对脑电信号进行采集、特征提取与分类等处理过程,将分类结果作为信息交流、控制指令等信号,其在某种程度上来说是对正常的人类神经肌肉传到通道的代替和补充,一方面势必给一部分运动机能缺失的残障人士带来了福音,另一方面,也具有改写人类未来生活方式的巨大潜力。基于此,本论文尝试论述基于P300的脑机接口系统技术以及虚拟现实技术,探索两者结合的可行性。论文研究的主要目标是通过结合脑机接口技术与虚拟现实技术,实现P300脑电信号作为虚拟场景的控制指令的功能,并搭建基于P300脑机接口的虚拟现实控制系统。在该系统当中,通过采用时域分析法以及贝叶斯分类算法对P300脑电信号进行特征提取与分类,并把分类结果作为输出指令用以控制目标物体在虚拟场景当中的运动。在系统的实验界面当中通过9个P300刺激按钮进行信号指令的诱发,被试者通过注视不同的按钮来选择控制指令,从而控制目标物体在虚拟场景当中进行“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“停止”以及“保持状态”功能。与此同时,我们通过采集6位不同被试者的实验数据来验证该系统的可行性以及分析其性能。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-26)

谢松云,刘畅,吴悠,张娟丽,段绪[8](2016)在《基于多模式EEG的脑-机接口虚拟键鼠系统设计》一文中研究指出现有的脑-机接口系统大都只基于单模式的脑电特征,系统能实现的功能非常有限,从而制约了脑-机接口系统的应用。采用基于多种模式脑电信号(electroencephalogram,EEG)的脑-机接口技术来实现虚拟键鼠系统,使得被试可以利用自身的脑电信号控制鼠标和键盘的操作。研究了脑-机接口中常用的3种脑电信号,分别是P300波、alpha波以及稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP),通过设计实验成功的诱发出了被试相应的特征脑电信号。利用SSVEP的脑电特征设计6频率LED闪烁刺激的虚拟鼠标系统,实现控制鼠标光标移动、单击左键和单击右键的任务;利用P300波的脑电特征设计6×6的字符矩阵虚拟键盘系统,实现字符输入的任务;利用被试自主闭眼增强alpha波的脑电特征,实现鼠标和键盘应用切换的任务。研究了适宜这3种脑电特征的最佳测量电极组合及模式识别算法,使得对3种脑电信号的识别正确率均达到了85%以上。测试结果显示,文中设计的基于多模式EEG的脑-机接口虚拟键鼠系统能有效地实现鼠标控制以及键盘输入的任务。(本文来源于《西北工业大学学报》期刊2016年02期)

孔丽文,薛召军,陈龙,何峰,綦宏志[9](2015)在《基于虚拟现实环境的脑机接口技术研究进展》一文中研究指出将脑-机接口(brain-computer interface,BCI)技术与虚拟现实(virtual reality,VR)相结合构成基于虚拟现实的脑-机接口(BCI-VR)新技术是最近在多媒体和娱乐领域出现的一种BCI应用新模式。BCI-VR兼取两者优势互补,同时又相互促进创新,显示出广阔应用前景。本文从BCI-VR系统基本构成、BCI对VR控制和VR对BCI影响等方面,较详细介绍了近年来BCI-VR的主要研究方法、研究进展和成就,并根据作者体会小结了目前存在的难点与未来的可能发展动向,以与读者交流、共同促进BCI-VR新技术的快速发展。(本文来源于《电子测量与仪器学报》期刊2015年03期)

于俊,汪增福[10](2013)在《面向人机接口的多种输入驱动的叁维虚拟人头》一文中研究指出面向人机接口领域,文中提出了一个可由多种输入驱动的叁维虚拟人头系统.该系统具有如下特性:(1)由视频、文本和语音多种输入驱动,增加了与人交互的多样性;(2)在粒子滤波框架下根据在线外观模型跟踪视频中的人脸叁维运动,并且融合多种观测信息来降低在线外观模型的光照敏感性和个体相关性;(3)参数模型和肌肉模型相结合的叁维人脸动画,在保持生理结构的基础上描述人脸运动,进而达到高真实感,同时大大降低了计算量;(4)在保持正确率的前提下,采用叁音子模型降低了可视化协同发音模型的计算复杂度.对该虚拟人头的客观和主观测试验证了其在人机交互上的有效性.(本文来源于《计算机学报》期刊2013年12期)

虚拟机接口论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

脑机接口(Brain-computer interface,BCI)与虚拟现实(Virtual reality,VR)都是当前科学界研究的热门领域,脑机接口不使用传统的神经-肌肉传导这一生理通道,而是通过解码脑活动模式来实现与外界的交流交互,能够给予重度瘫痪病人与外界交流交互的可能。但是在某些场合下,使用外部硬件设备进行康复训练费用昂贵并存在潜在的不安全性,而与虚拟现实结合解决了这一问题,一方面,虚拟现实能够给予病人正常训练的环境设施,减少了昂贵的硬件设备费用;另一方面,虚拟现实的高度逼真性能能够产生使用实际硬件外部设备同样甚至更加优秀的效果,而且还不会给病人带来安全风险,同时还可以作为一种游戏或者娱乐方式给使用者带来身心的愉悦。首先,本文展示了一个新颖的基于脑电P300的虚拟现实系统,这个系统摒弃了大多数现存的虚拟现实平台中鼠标、键盘或者诸如手柄等物理输入设备。使用者能够使用P300脑电信号驾驶车辆在一个虚拟的、逼真的城市环境中漫游。系统中P300脑电的识别分类采用了自适应贝叶斯判别分析算法(SA-BLDA),系统的P300显示范式采用了新颖的基于OSG叁维渲染引擎的3D-P300字符范式。在训练过程中,通过交叉验证所有8名受试者的识别准确率都达到了90%以上。在虚拟驾驶的过程,使用P300字符作为控制命令控制虚拟车辆的驾驶,能够实现如“启动”,“左转”,“右转”,“保持”,“停止”等功能。实验后的受试者心理状态评估表打分中显示:本系统作为一个娱乐性的游戏能够愉悦身心,有益于受试者熟悉和了解脑机接口系统。其次,本文展示了一个基于混合脑机接口控制的虚拟驾驶游戏,不同于上述系统的是本系统采用了P300与运动想象结合的混合脑机控制方式,这一控制方式结合了P300多自由度控制的优点,和运动想象高信息传输率的优点,在控制方式上比单一脑机接口更为优秀。由Unity专业游戏引擎设计的车辆驾驶游戏具有高的可玩性、生动和符合现实的虚拟现实场景。在控制的实现中,由混合脑机接口产生控制指令或者控制数据,通过TCP/IP通信协议进行网络传输,当游戏场景接收到控制指令或者控制数据,做出如“加速”,“减速”,“左转”,“右转”,“保持”,“停止”等动作。在本部分的内容中,本文设计了两个游戏场景用来检验系统的可靠性,分别是“撞木箱游戏”和“环湖驾驶游戏”,在游戏过程中6位受试者均出色的完成了游戏规定内容,并且所有玩家在游戏过程中均实现了零碰撞,实验结果表明本系统具有很好的可玩性和可靠性。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

虚拟机接口论文参考文献

[1].宋逍雄,高瞻,周海昌.基于脑机接口的虚拟冥想训练系统研究[J].软件导刊.2018

[2].潘鑫.基于脑机接口的虚拟驾驶系统[D].华南理工大学.2017

[3].赵春辉.基于脑机接口的虚拟人控制研究及应用[D].华南理工大学.2017

[4].曹贯华.面向脑机接口的虚拟现实场景开发[D].兰州大学.2017

[5].马留洋.基于虚拟现实的运动想象脑—机接口训练系统[D].郑州大学.2017

[6].陈思,肖辉.基于虚拟现实的脑-机接口技术发展研究[J].电子世界.2016

[7].陆盛林.基于脑机接口的虚拟现实叁维目标的控制研究及应用[D].华南理工大学.2016

[8].谢松云,刘畅,吴悠,张娟丽,段绪.基于多模式EEG的脑-机接口虚拟键鼠系统设计[J].西北工业大学学报.2016

[9].孔丽文,薛召军,陈龙,何峰,綦宏志.基于虚拟现实环境的脑机接口技术研究进展[J].电子测量与仪器学报.2015

[10].于俊,汪增福.面向人机接口的多种输入驱动的叁维虚拟人头[J].计算机学报.2013

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