结合脑机接口的虚拟驾驶平台的设计与实现

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脑机接口技术的发展使得人脑与外界直接进行信息交互成为可能,其中基于脑电的运动控制脑机接口技术常训练用户将运动方向命令映射为左右肢动动,采集人脑想象左右肢的运动产生的脑电活动,利用计算机识别脑电中表征运动方向控制意图的脑电特征,并将脑电特征转化为控制命令,发送给轮椅等外部设备,实现对等外部设备运动方向的控制。这类脑机接口为人机交互开辟了全新的领域,通过脑机接口可以实现辅助的疾病诊断,也可以为一些残疾人重新提供与外界沟通的途径。伴随着计算机图形技术的发展,以及虚拟现实应用领域的扩大,脑机接口技术与计算机游戏的结合,利用脑机接口技术做为游戏输入工具替代传统的键盘、游戏操作杆实现对于游戏中物体运动方向的控制,是目前脑机接口研究与应用中的一个热点。  本论文研究结合脑机接口的虚拟驾驶平台的研究与实现,最终实现一个利用计算机实现三维空间上汽车驾驶的软硬件平台,其特点是嵌入脑机接口技术,将脑电作为游戏输入端口,以及可以方便地进行各种应用的二次开发。  首先,论文介绍了脑机接口的研究背景。我们讨论了脑机接口技术,尤其是运动想象相关脑电特征的提取与识别算法,并对经典算法进行综述,包括自回归模型,共空域模式分析,支持向量机等。同时也对计算机游戏的发展现状做了比较简略的描述。对当前脑机接口的研究与应用方向进行了探讨。  其次,论文重点研究了虚拟驾驶系统的框架设计与实现技术,分别介绍了虚拟驾驶系统平台各模块的组成及相应的引擎模块,包括图形引擎,物理引擎,交互引擎等。  然后,论文研究了脑机接口技术与虚拟驾驶平台的结合方式,其中包括在虚拟驾驶系统中添加在线脑电信号采集,预处理,特征提取,特征分类等脑机接口模块。  最后,在通过系统测试,根据系统稳定性可移植性等软件工程评价标准,对本文所开发系统的实际应用效果给出评价,指出不足之处并提出今后的研究方向。  论文研究的结合脑机接口的虚拟驾驶平台的研究与实现,可用于开发新型的汽车驾驶游戏,也可用作运动想象脑机接口的测试平台。
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