[发明专利]基于脑电信号采集的虚拟现实交互方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于脑电采集的虚拟现实交互方法，其具体步骤如下，步骤一：预先选定地电极、数据采集电极和至少一个参考电极；步骤二：通过注入导管向各个选定的数据采集电极中注入导电膏；步骤三：启动虚拟现实交互装置，通过屈光度调节装置和瞳距调节装置进行屈光度的调节和初始瞳距的调节；步骤四：将所采集的脑电信号传输至主机；步骤五：得到各脑区的激活程度；步骤六：获得操作人员的行为意图模型；步骤七：根据操作人员的行为意图模型控制指令编码设备进行编码得到编码后的信号，通过控制指令输出设备输出控制指令至主控模块，主控模块根据该编码后的信号发出控制指令，控制虚拟现实交互装置进行响应。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，更为具体地，涉及一种基于脑电采集的虚拟现实交互方法及装置。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能够在虚拟三维空间中为用户提供沉浸式的交互环境。

近几年来，虚拟现实因其在娱乐、游戏、教育、医疗、艺术创作、工程设计等各个领域的巨大潜力而备受重视。多家电子设备厂商推出了消费级的设备套装，基于虚拟现实的应用软件、游戏和全景视频随之大量出现。

在虚拟现实领域中，由于价格及便利性的优势，市场上面向普通消费者的主要是头戴式虚拟现实设备，用户通过头戴式虚拟现实设备的显示器透过光学镜片在距离很近的屏幕上观看虚拟场景。目前现有技术中的虚拟现实设备，例如，头戴式虚拟现实设备，其对视力缺陷的人员，例如，对于眼睛存在近视、远视、散光等问题需要佩戴眼镜的操作人员，不够友好，佩戴舒适性差，影响使用效果。

同时，现有技术中脑电信号处理技术已经广泛应用于脑-机接口的研发、脑部疾病的诊断和人类认知活动研究等方面。其中，脑电信号由大脑神经元群的生物电活动产生，属于自发性电位活动。研究表明，脑电信号中含有能够反映人类情绪的成分。因此，期望提出一种基于脑电信号的虚拟现实交互方法及装置，其能够基于虚拟现实游戏意念控制功能，实现更加灵活的虚拟现实(VR)交互体验，并且能对使用者的生理或认知状态以及情绪变化，例如，惊吓、刺激等反应，进行监控。

其中，情绪检测是心理学和神经工程学等交叉领域的研究热点，具有广阔的应用前景。如在生产活动中，工作在航空航天企业、国家安全部门或矿场、建筑重大生产任务或高危工作环境下的人群，其精神频繁处于高度紧张状态，对其定期进行情绪检测能够及时发现情绪异常的个体，从而提前介入，避免其精神状态继续恶化，降低生产风险、减少安全隐患。在教育领域，情绪检测能够提供有价值的信息，如评定学生、教师的心理状况，对处于不健康状态的个体及时进行干预；检测学生在学习过程中的情绪状态，与教师的教学活动对照，而优化教学环境、改善教学质量。紧张情绪在现实生活普遍存在。心理学和教育学认为，适当的紧张情绪可以集中注意力，提高工作效率，而过度紧张可能引发人体生理心理的不良反应，甚至有可能造成比较严重的后果。因此虚拟现实操作人员进行紧张情绪的检测与监测非常重要，具有较大的应用潜力。

目前情绪检测的方法主要分为基于非生理信号和基于生理信号的检测，其中基于非生理信号的检测包括对表情、语音或姿态的检测；基于生理信号的检测包括对心电、脑电、肌电、呼吸信号的检测。由于脑电信号直接与意识相关，难以隐蔽、抑制和掩饰，基于脑电的情绪检测备受关注。

目前已有的紧张情绪检测系统，其准备和实施过程异常繁琐，物质和时间成本较高；另外，目前该类系统的刺激手段多为在平面显示器上播放图像或视频，用户代入感差，难以诱发高质量的情绪状态。这两方面因素的存在，导致该类系统的检测过程漫长、检测成本高，且检测准确率低，不能有效检测出用户的紧张情绪。

发明内容