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SCI论文|一种基于虚拟现实的脑控无人机集群系统
基本信息：
季华实验室，研究方向：一种基于虚拟现实的脑控无人机集群系统
发表于Biomedical Signal Processing and Control。影响因子：5.076
论文内容简介
本文章创新性的将基于虚拟现实的脑机接口交互系统作用于无人机集群控制中，实现了一种新颖的与智能化的集群控制方式，为未来集群无人机的控制提出新的思路和范式。该论文以四轴飞行器为例，一个模块化和便于扩展的集群系统先被搭建，而后一个具备数字孪生功能的视觉刺激三维VR场景系统被建立。在此基础上，基于稳态视觉诱发电位实验范式的BCI系统被采用于对四轴飞行器进行协同集群控制。实验结果表明受试者利用脑控集群交互下图成功的实现了多个四轴飞行器的编队控制，准确率达到90%，信息传输率有不错的表现。另外，针对脑电信号采集一比一建立的沉浸式的VR孪生系统让受试者具有更好的体验。
研究背景
传统无人机集群控制多采用地面站方式，这种方式太固定且交互很难满足高动态的任务要求，急需新的交互手段融入人脑思维对不确定问题处理能力的优势，而脑机接口技术直接通过意念进行控制，是最具前途的下一代人机交互技术之一。此外，通常无人机在集群控制过程中飞行距离比较远，受限于人眼视距的极限，无法有效的提供操控，而VR可以提供无限大的场景与舒适的用户视角。在以上基础上，BCI技术、VR技术和无人机集群技术将被本研究所结合并进行实验，致力于探索出一条新颖的无人机集群控制方式。
创新内容与工程应用价值
创新内容：
1.提出了一种基于VR的BCI无人机集群交互系统被，为未来无人机集群控制提供了一种新的思路和参考，并且为扩展了基于VR BCI系统的应用领域。
2.创建一个融合了实际场景和刺激目标虚拟场景，使得用户可以沉浸式的控制无人机集群。另外，新的刺激模块与脑控无人机的智能搜索范式在本研究被实施，增加了无人机集群队形变换的多样性且刺激样式与队形变换联系更加紧密。
工程应用价值：
该文中的系统证实了BCI与集群控制融合的可行性，为未来无人机集群控制铺上了新的路径。另外，提高了无人机集群的智能化水平，将在航空航天、搜救侦察、帮助瘫痪患者等方面具有应用前景。
基于太阳成集团tyc234cc设备
太阳成集团tyc234cc的室内多无人机系统作为文中脑控集群系统子系统之一有着重要的作用，是研究的基础平台，是论文中的三个子系统之一。该论文通过室内多无人机系统与现有脑电处理平台与孪生平台便捷的组网通信搭建整套脑控无人机集群系统，室内多无人机系统具体应用于论文中的无人机编队飞行控制和多平台通信等。
室内多无人机系统利用图形化建模软件Matlab/Simulink搭建四轴飞行器集群系统，具有组网便捷、便于移植性、参数易于调整、接口丰富、自动生成代码与编译部署和使用简单等特点。
正是得益于室内多无人机系统的便捷二次开发和强大的兼容性，使得新颖的科研想法可以快速的落地实现，让研究者可以专注于创新本身，少去了一些重复繁琐的基础平台搭建任务。