基于腦機接口的控制及虛擬場景應用研究.pdf

1、論文首先闡述腦機接口的類型與國內外研究現(xiàn)狀,了解到一些發(fā)達國家非常重視腦機接口的研究,預想將腦機接口技術與機器人的擬人化控制研究結合起來,實現(xiàn)意念控制機器人,達到無人化戰(zhàn)場的目的;也將腦機接口設備應用到了網絡游戲、娛樂、競技體育運動訓練、素質教育等領域,通過對不同狀態(tài)下腦電信號的差異進行分析,然后在一些特定的軟件下進行鍛煉,讓大腦能快速進入最好的工作、學習或者放松的狀態(tài)。我國一些大學和研究機構也對腦機接口進行了研究,但是與國外還是有一定

2、的差距。
　　在過去的幾十年,計算機圖形學得到不斷發(fā)展,推動了虛擬現(xiàn)實技術的廣泛應用,包含建筑、娛樂、科學研究等領域。隨著對虛擬場景真實性的要求的不斷提高,許多模擬算法被提出,其中粒子系統(tǒng)是被公認最為有效地模擬不規(guī)則物體的算法。國內外專家對粒子系統(tǒng)進行了多方面的研究,應用粒子系統(tǒng)模擬了雨滴、雪花、火焰、云朵、煙花等多種景物,取得了很好的模擬效果。各個領域的應用對虛擬場景的交互性的要求越來越高,因此論文提出將腦機接口技術與虛擬現(xiàn)實技

3、術結合起來,實現(xiàn)意念控制三維虛擬場景的目的。論文的主要工作如下:
　　首先對MindWave腦電設備進行開發(fā),設計信號采集控制程序,實現(xiàn)腦電波的獲取,對各個腦電波進行數(shù)值和波形的顯示;對該設備進行應用,將提取出腦電信號用于控制智能小車的停止、運動、轉向和轉向角度等。然后對虛擬實現(xiàn)技術和粒子系統(tǒng)的相關理論進行研究,分析了粒子系統(tǒng)的基本原理,總結出粒子系統(tǒng)的算法實現(xiàn)框架,并介紹才了OpenGL圖形庫。接著分析了雪景和煙花綻放的數(shù)學模型

4、,重點對雪花和煙花的的分布區(qū)域、各種屬性和運動模型進行研究,總結出雪景和煙花綻放的粒子系統(tǒng)模型,并對Diamond-Square算法進行了研究。在三維場景的建模過程中,為了增強虛擬場景的真實感,應用Diamond-Square算法,生成三維地形和地形與天空的紋理,應用紋理貼圖技術,實現(xiàn)真實三維場景,并在場景中加入了樹木模型。最后模擬降雪場景和煙花綻放場景,雪花和煙花場景中應用到了顯示列表、紋理貼圖、顏色混合、霧化效果、光照效果和公告板技