头戴式装置及其相关的仿真系统、仿真方法_3

文档序号:8430283阅读:来源:国知局
果。
[0067]请参见图9,其是因应触发器产生触发信号与否,SMR能量相对于时间改变的示意图。在此附图中,纵轴代表SMR能量的振幅,横轴代表时间。其中,以虚线代表的线段LI,对应于触发器17未开启时,SMR能量相对于时间改变的情形。以实线代表的线段LI',对应于触发器17开启并产生舒曼共振波时,SMR能量相对于时间改变的情形。根据此附图可以看出,触发器17开启并产生舒曼共振波时,SMR能量较高。
[0068]请参见图10,其是因应触发器产生触发信号与否,SMR能量相对于频率改变的示意图。在此附图中,纵轴代表SMR能量,横轴代表时间。其中,以虚线代表的线段LI,对应于触发器未开启时,SMR能量相对于频率改变的情形。以实线代表的线段LI',对应于触发器17开启并产生舒曼共振波时,SMR能量相对于频率改变的情形。根据此附图可以看出,触发器17开启并产生舒曼共振波时,对应于SMR频段(12?15Hz)的能量较高。
[0069]请参见图11,其是利用眼动波感测点感测眼动波生理信号的示意图。人类在左右转时,通常眼球会先往欲前往的方向转动。连带的,当眼球转动时,角膜和视网膜就会产生较大的电位变化。因此,转换器可以根据眼动波的波形可以判断出眼球转动的方向。在此附图中,接地感测点连接于使用者的眉心位置。左侧眼动波感测点E2设置于左眼左方约一厘米处,大约为使用者的左眼与左侧太阳穴间的位置、右侧眼动波感测点El设置于右眼右方约一厘米处,大约为使用者的右眼与右侧太阳穴间的位置。
[0070]请参见图12A,其是使用者朝右看时,差动眼动波生理信号的示意图。当眼球向右移动时,差动眼动波生理信号将呈现负电位偏移。由此附图可以看出,差动眼动波生理信号会先被急速拉低后,再往上拉高,之后再回复。
[0071]请参见图12B,其是使用者朝左看时,差动眼动波生理信号的示意图。当眼球向左移动时,差动眼动波生理信号将呈现正电位偏移。由此附图可以看出,差动眼动波生理信号会先被急速拉高后,再往下拉低,之后再回复。
[0072]请参见图13,其是根据差动眼动波生理信号,判断使用者视线方向的流程图。首先接收左侧眼动波生理信号与右侧眼动波生理信号(步骤S301),并进行IIR带通滤波(步骤S303)。之后,计算得出差动眼动波生理信号,并且,判断差动眼动波生理信号的斜率是否产生改变且振幅超过80 μ V (步骤S305)。
[0073]若步骤S305的判断结果为否定,判断使用者的眼球并未移动(步骤S309)。若步骤S305的判断结果为肯定,代表使用者的眼球产生移动。此时,将进一步判断使用者的眼球移动方向为何。
[0074]接着,判断差动眼动波生理信号的斜率是否由正变负(步骤S307)。若步骤S307的判断结果为肯定,代表眼球向右移动(步骤S311,参看图12Α)。若步骤S307的判断结果为否定,代表眼球向左移动(步骤S313,参看图12Β)。
[0075]以下说明两种仿真系统可能的方块图。其中,装置间的虚线代表信号连接,即,实际上可采用各种类型的有线(如:USB数据线、网络线等)或无线传输(如:蓝芽、无线网络、近场通信等)方式。
[0076]请参见图14,其为本发明仿真系统的内部构造的方块图。头戴式装置11包含多个感测点Illa-1lln与传送模块113。感测点Illa-1lln与传送模块113彼此地连接。传送模块113可通过各种有线或无线方式,将感测点Illa-1lln感测得到的生理信号传送至转换器13的接收模块135。
[0077]转换器13包含:接收模块135、信号处理模块131、信号分析模块133。信号处理模块131电连接于接收模块135,其是在接收生理信号后,对生理信号进行放大、去除噪声与滤波处理,进而使生理信号由模拟格式转换成数字格式。信号分析模块133分析数字格式的生理信号后,产生参数。转换器13可以通过数据传输线而电连接于情境仿真器15 ;或者,转换器13可以通过有线网络或无线网络将参数传送至情境仿真器15,作为调整虚拟环境的画面内容使用。此外,触发器17用于因应情境仿真器15与参数,产生触发信号。
[0078]根据本发明的构想,触发器17并非直接控制头戴式装置11。首先,利用触发器17刺激使用者,进而导致感测点Illa-1lln测量得到的生理信号将产生变化。此时,情境仿真器15将改变虚拟环境的画面内容。据此,经由头戴式装置11感测得出的使用者的生理信号,将因为看到被改变的画面内容而连带产生改变。
[0079]实际应用时,转换器13的外观与型态并不需要被限定。转换器13可一部分被内嵌于头戴式装置11、一部分则整合于情境仿真器15。图15为另一种实现仿真系统的方块图。当然,仿真系统的实际应用与实现方面,也可再采用其他类型的架构。
[0080]请参见图15,其为本发明仿真系统的内部构造的另一种方块图。图14与图15的仿真系统的内部构造大致相似。两者的差异为,转换器23的内部分别被整合于头戴式装置21与情境仿真器25。
[0081]头戴式装置21通过感测点211a_211n测量得出的生理信号,经由信号处理模块231的放大、滤除噪声、IIR滤波处理、模拟数字转换后,通过传送模块213传送至接收模块235。接收模块235再进一步将数字格式的生理信号,传送至彼此电连接的信号分析模块233。信号分析模块233分析数字格式的生理信号后,产生参数,作为情境仿真器25显示虚拟环境的参考依据。此外,触发器27用于因应情境仿真器25与参数,产生触发信号。触发器27并非直接控制头戴式装置11,而是通过对使用者产生影像后,让感测点211a-211n测量得到的生理信号产生变化。
[0082]本发明的一实施例,采用Google Earth公开在网络上的Monster Milktruck0使用者可以控制汽车在Google Earth上移动。其中,利用SMR能量的大小来控制汽车前进或停止;以眼球的移动控制汽车左、右转。让使用者可以以直觉的方式遨游在Google Earth中。本发明的实施例进一步,测试在Google Earth的虚拟环境中,三名受测者由巴黎市中心抵达巴黎铁塔所需花费的时间。此外,对每一个受测者,重复进行三次测试。
[0083]对第一名受测者而言,进行三次测试所花费的时间分别为:213秒、167秒、128秒。对第二名受测者而言,进行三次测试所花费的时间分别为:122秒、55秒、34秒。对第三名受测者而言,进行三次测试所花费的时间分别为:184秒、114秒、93秒。
[0084]由实验结果可以看出,每位受测者在第一次测试时,都需要花较多的时间抵达目的地。但在熟悉操控接口以及学习如何调控自己的平衡觉与感觉运动节律后,受测者均可以在较短的时间内完成测试。据此,本发明的仿真系统可让受测者通过练习,掌握各项控制的要领,进行左右方向的微调与平衡,并且维持在一定的速度,缩短到达的时间。此种练习的过程可以促进使用者的脑部平衡能力,达到刺激脑部运作的效果。
[0085]根据本发明的一实施例,结合脑波的反应与情境仿真器,提供可产生仿如遨游天地效果的仿真系统。情境仿真器可搭配谷歌地球(Google Earth)数据库使用,让使用者可以通过意念的控制,任意选择要到地球上的位置后,观看地图、地形图、3D建筑物等。或者,情境仿真器可搭配谷歌天际(Google Sky)的数据库,让使用者选择到天际中探索星系、探索丰富的地理内容。情境仿真器所显示的虚拟环境可通过显示面板、虚拟现实眼镜、投影设备显示。且,虚拟环境可使用平面显示模式、立体显示模式显示。
[0086]除了数据库的选用可以相当弹性外,本发明的情境仿真器还可以改变虚拟环境的复杂度。即,对应于使用者的反应程度,调整所呈现的虚拟环境。
[0087]例如:针对初阶程度的使用者,假设情境仿真器显示的虚拟环境为内华达沙漠。在此虚拟环境中,仅存在极少数的虚拟障碍物,此时仿真系统以训练基础平衡感知为主。
[0088]其次,针对中阶程度的使用者,假设情境仿真器显示的虚拟环境为埃及、雪梨等地区,这些地区虽然存在建物但仍相对开阔。此时仿真系统以训练高度反应及平衡感知为主。
[0089]此外,针对高阶程度的使用者级训练者,情境仿真器可显示台北、东京等繁华的都市地区。在这些虚拟环境中,使用者必须避开众多的车辆、行人等虚拟障碍物。此类型的虚拟环境适合用于训练高度反应、平衡以及感觉统合。
[0090]根据本发明的另一
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1