近两年,虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术有了进一步的发展,开始广泛应用于娱乐和教育领域。但是在使用VR的过程中,体验者会出现一些类似于晕车或晕船的不良反应。这些不良的反应被称为晕屏症。晕屏症制约了VR技术的进一步发展。本文基于虚实运动不一致引发晕屏症的原理,研制了一种VR防晕运动平台,主要包括运动平台的研制、体感模拟算法的研究和VR场景的设计几个方面。第一,运动平台的研制。本文从机械性能、控制精度和市场适应性等方面对国内外运动平台进行了比较分析。根据VR技术对运动平台的需求,提出了一种运用曲轴运动的三自由度新型运动平台,并从整体结构、机械原理、运动学以及控制电路等方面进行了阐述。第二,体感模拟算法的研究。体感模拟算法作为运动平台运动和VR虚拟运动的联系。本文提出了一种改进体感模拟算法,在经典体感模拟算法的基础上引入了模糊控制器和前庭系统模型,改善了经典体感模拟算法中存在的相位延迟、虚假暗示和平台利用率低等问题。使用MATLAB/Simulink对算法进行了仿真分析,发现当输入加速度为3m/s~2时,改进体感模拟算法对经典体感模拟算法中存在的2s相位延迟和0.82m/s~2的最大加速度误差有较好的改善。第三,VR场景的设计。VR的沉浸性需要精细的操控,VR的交互性需要在较大的移动空间,为了满足这两个条件,本研究使用汽车作为VR场景的第一人称。为了让体验者获得丰富新奇的体验,本研究以一个绿色城市作为VR场景的整体环境,同时在VR场景中添加了一些可以自由活动的动物和汽车。为加强VR场景的沉浸和交互性能,本研究还对VR场景中漫游的第一人称汽车添加了加速、减速及匀速的直线运动和匀速转弯运动以及经过不平路面时的颠簸运动。第四,晕屏症实验分析。分别对使用VR防晕运动平台和固定平台的试验者进行晕屏症测试。选取15名试验者,使用模拟器疾病问卷(Simulator Sickness Questionnaire,SSQ)对晕屏症的严重程度进行量化,同时使用心率和血压作为辅助评价标准,SSQ量表得分越高,晕屏症越严重。实验结果表明,与固定平台相比使用VR防晕运动平台后试验者SSQ量表得分降低了50%,同时,出现晕屏症的时间延后了6min。