中国台湾科研虚拟现实实时动捕技术

《中国生物医学工程学报》2007年03期收藏|投稿|手机打开手机客户端打开本文基于脑-机接口技术的虚拟现实康复训练平台马贇**军高小榕高上凯【摘要】：对神经损伤的瘫痪病人进行功能恢复训练时应强调患者的主动参与。开发了一套基于脑-机接口技术的虚拟现实康复训练平台。该平台采用患者在想象运动时的脑电信号作为虚拟人运动的控制信号,从而把想象运动与运动功能恢复训练结合在一起。由于虚拟现实系统的实时性与沉浸感能给受试者提供较好的训练反馈信息,因此,使用本平台有望改善患者的训练效果。详细介绍了快速在线脑-机接口算法以及虚拟现实的实时交互技术,并提供了三名受试者的实测结果。初步实验证明了该平台设计的可行性。【作者单位】：清华大学生物医学工程系清华大学生物医学工程系清华大学生物医学工程系清华大学生物医学工程系【基金】：国家自然科学基金资助项目(60318001)北市市自然科学基金重点项目(3051001)。【分类号】：R319下载全文更多同类文献PDF全文下载CAJ全文下载(如何获取全文？欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式，AdobeReader*支持PDF格式【引证文献】中国期刊全文数据库前4条1郭丞;张日辉;。多感知性表示计算机技术应该拥有很多感知方式，比如听觉，触觉、嗅觉等等。中国台湾科研虚拟现实实时动捕技术

过程控制操作员生理信号分析及功能状态建模[D];华东理工大学;2012年10魏庆国;基于运动想象的脑—机接口分类算法的研究[D];清华大学;2006年中国硕士学位论文全文数据库**条1刘友友;基于多类运动感知脑电的异步脑—机接口的研究[D];山东大学;2010年2李窦哲;脑—机接口系统中脑电信号采集与特征识别[D];山西大学;2010年3张新;脑电信号分析在认知功能中的研究[D];重庆大学;2010年4赵建林;癫痫脑电信号识别算法及其应用[D];山东大学;2010年5王娟;慢性痛多通道脑电信号分析[D];燕山大学;2011年6张倩华;脑电信号的非广度熵分析[D];汕头大学;2004年7张道信;基于小波和**分量分析的脑电信号处理[D];安徽大学;2002年8勾慧兰;1/f波电刺激前后脑电功率谱和复杂度的分析研究[D];河北科技大学;2010年9李县辉;脑电信号的小波相关与互信息分析[D];汕头大学;2003年10姜波;多自由度智能假手控制系统的研究[D];大连理工大学。中国台湾科研虚拟现实实时动捕技术交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度，使用者进入虚拟空间；

如不能重复进行，可能会给操作对象带来一定程度的伤害等。VR技术使这一工作变得简单易行。由于VR技术能够虚拟出“真实的世界”，可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境，运用该技术可以使医务工作者沉浸于虚拟的场景内，体验并学习如何应付各种临床手术的实际情况，通过视、听、触觉感知等多种***了解和学习各种手术实际操作。虚拟环境还为操作者提供了方便的三维交互工具，可以模拟手术的定位与操作；在高性能的计算机环境下，还可以对手术者的操作给出实时的响应，如在外力作用下的软组织形变、撕裂、缝合等，使手术者操作的6感觉就像在真实人体上的手术一样，既不会对患者造成生命危险，又可以重现高风险、低概率的手术病例。由于虚拟手术训练系统具有低代价、**、可重复性、自动指导的优点，可以迅速***地提高学习者的手术操作技能，具有广阔的应用前景［5］。自80年代世界上出现了***个虚拟手术仿真系统用于观察关节移植手术的过程与结果以来，虚拟手术仿真技术已经从实验室逐渐走向实际应用。随着虚拟现实技术软、硬件的不断发展，目前国际上已出现了不少基于虚拟现实的手术训练系统，例如Choi等［6］研制了食管镜手术模拟训练系统。

在数以千计的电子产品中，**吸引眼球的还要数各类VR产品及无人机设备。HTCVivePre，OculusRiftCV1，索尼PSVR这些明星产品都围绕着一个**——精细的定位技术。目前世面上的定位技术主要分为：GPS卫星定位、红外定位、激光定位、低功耗蓝牙定位、WiFi定位、超声波定位还有ZigBee定位等等。一、GPS卫星定位技术GPS卫星定位技术是应用**广的室外定位技术。GPS系统的基本原理在于利用由24颗工作卫星所组成的太空部分，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。其拥有全球范围的有效覆盖面积，系统比较成熟，定位服务比较完备，而且**，可谓是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显：信号受建筑物影响较大，衰弱很大，定位精度相对较低。而且在航线控制区域，它甚至会完全没有信号。所以在VR和精细的飞行器控制方面的应用非常有限。二、红外光学定位应用这类定位技术相当有**性的产品有OptiTrack的光学定位摄像头（诺亦腾的定位方案）。这类定位方案的基本原理简单的说就是利用多个红外发射摄像头、对室内定位空间进行覆盖，在被追踪物体上放置红外反光点（就是我们看到的），通过捕捉这些反光点反射回摄像机的图像，确定其在空间中的位置信息。虚拟现实技术受到了越来越多人的认可，用户可以在虚拟现实世界体验到**真实的感受；

即人们可以通过视觉、听觉、触觉等信息通道感受到设计者思想的高级用户界面。硬件平台由于虚拟世界本身的复杂性及计算实时性的要求，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前，国外的VR系统一般配有SGI或SUN工作站［1］，大型的VR系统，采用的是计算机并行处理系统。当前的研究趋于桌面虚拟现实系统，它价格较低、易于实现同时又能满足VR的部分特征要求，因而将会得到更为***的应用。软件系统软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早，目前具有**性的桌面VR技术有Web3D中的X3D、VRML、Java3D、Cult3DViewpoint、Atmosphere，以及应用于服务器上的SuperscapeVRT、EAISense8WorldToolKit、MPIVega等，它们为VR技术在虚拟医学系统中应用提供4了工具。4VR技术与医学训练VR技术改变了人机交互的被动方式，对传统的教学模式、教学手段和教学方法产生了深刻影响，在医学领域，VR技术作为有效的训练工具正在顺利发展。主要的应用包括虚拟解剖学、虚拟实验室和虚拟手术等。人体解剖学是**基础的医学知识，不但医学生要学，而且执业医师也要经常复习。虚拟人体解剖将人体用特制机器切成薄片（**薄可以达到～）［2］。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。辽宁影视虚拟现实

传统的教育只是一味的给学生灌输知识，而现在利用虚拟现实技术可以帮助学生打造生动；中国台湾科研虚拟现实实时动捕技术

2006年全国体育仪器器材与体育系统仿真学术报告会论文集[C];2006年中国博士学位论文全文数据库**条1索宁;基于运动捕捉的虚拟人关键技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年2孙立博;虚拟人群行为建模及仿真技术研究[D];天津大学;2012年3刘艳;三维虚拟人行为控制关键技术的研究[D];天津大学;2004年4关景火;三维人体的弹性表面分层模型研究[D];华中科技大学;2004年5唐冰;反应跟随性人体动画生成研究[D];浙江大学;2006年6苏群星;大型复杂装备虚拟维修训练平台技术研究[D];南京理工大学;2005年7马立元;大型复杂装备虚拟操作训练系统设计方法研究[D];南京理工大学;2006年8杨帮华;自发脑电脑机接口技术及脑电信号识别方法研究[D];上海交通大学;2007年9蔡林沁;基于Agent的煤矿智能虚拟环境研究[D];中国科学技术大学;2007年10赵焕彬;运动技术可视化实时生物力学诊断系统的研制[D];河北师范大学;2007年中国硕士学位论文全文数据库**条1黄波;跳远起跳对膝关节损伤的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年2李建武;虚拟人足球决策系统研究[D];西安电子科技大学;2009年3于洋;三维虚拟人足球传接球运动仿真研究[D];西安电子科技大学;2009年4杜亮;虚拟人足球比赛决策算法研究[D]。中国台湾科研虚拟现实实时动捕技术

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