面向飞行模拟器的立体视觉刺激脑机接口系统

毛玲，魏士松,2，张灵维，章栩苓，周正东

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京，210016；2.上海航天精密机械研究所，上海，201600)

脑机接口技术(brain-computer interface,BCI)能够在大脑与外部环境之间建立联系，利用大脑意识活动产生的脑电信号控制外部设备[1−2]。稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP)是指对人脑实施固定频率的视觉刺激后产生的脑电信号电位变化[3−4]，因其训练时间短、通讯速率快、设备配置简单等优点，被广泛应用于医疗、航空航天及军事等领域[5]。NAKANISHI等[6]提出了一种新的数据驱动的空间滤波方法，利用任务相关成分分析方法(Task-related component analysis,TRCA)去除背景脑电活动，提高SSVEP信号的信噪比(signal to noise ratio,SNR)，实验结果表明该方法有效提高了脑电信号的分类精度。张彦军等[7]提出了一种以现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)和商用脑电采集设备为核心的SSVEP-BCI 系统。该系统通过所设计的视觉刺激器，完成了基于FPGA的脑电信号处理和特征识别，在4 个刺激目标和单次实验时长2 s的实验条件下，能够实现85.25%的平均识别正确率。邵星翰等[8]提出了一种基于多元经验模式分解的多元同步指数法，通过对SSVEP 目标识别算法进行优化，提高了SSVEP 信号的识别准确率。KRYGER等[9]将脑机接口技术应用于飞行模拟驾驶领域，通过在残疾患者大脑皮层植入2 个96 通道的微电极阵列，患者能够运用运动想像实现对于飞行器的飞行操控。

虚拟现实技术是一种能够构建和体验虚拟三维世界的计算机仿真系统，其核心在于沉浸感、交互感与存在感的高度融合[10−11]。……