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文檔簡介
1、前庭功能對人體在空間運(yùn)動中維持身體平衡具有很重要的作用,與運(yùn)動病和空間定向障礙有密切關(guān)系。招飛中針對空間定向障礙、暈機(jī)病和眩暈等問題進(jìn)行前庭功能檢查,若前庭功能異常,會直接影響到到飛行員的工作效率、身體健康和飛行安全,因此前庭功能檢查成為飛行員體檢的重要環(huán)節(jié)。本文圍繞各種運(yùn)動環(huán)境下前庭功能的檢測與評價(jià)問題,展開了深入研究,主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
1.針對頭眼運(yùn)動功能特性分析的需求,建立了基于頭眼運(yùn)動的前庭功能物理模型和邏輯模型
2、。該模型以人體前庭功能機(jī)理為基礎(chǔ),采用UML語言描述前庭系統(tǒng)中影響頭眼運(yùn)動各組成器官的靜態(tài)模型與動態(tài)模型。
2.通過對前庭系統(tǒng)生理學(xué)響應(yīng)過程的分析,應(yīng)用三維變換矩陣建立了頭眼運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。據(jù)此模型對前庭系統(tǒng)頭眼運(yùn)動關(guān)系進(jìn)行模擬仿真,結(jié)果表明與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度較高,證明了該模型的有效性。頭眼運(yùn)動模型的建立,對利用頭眼運(yùn)動關(guān)系揭示前庭系統(tǒng)障礙等提供了又一有力的數(shù)學(xué)理論支撐。
3.針對頭眼運(yùn)動關(guān)系,提出了利用刺激響應(yīng)相關(guān)度的
3、快相數(shù)據(jù)自動剔除方法,建立了眼震信號的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,降低了眼震信號的噪聲。由于眼震信號的噪聲明顯抑制及快相數(shù)據(jù)的剔除,使得利用頭眼運(yùn)動關(guān)系評價(jià)前庭功能的結(jié)果更加準(zhǔn)確.
4.提出了基于近紅外視頻的頭部姿態(tài)位置估計(jì)方法和基于四元數(shù)插值的系統(tǒng)標(biāo)定方法。分別設(shè)計(jì)滿足不同需求的無標(biāo)記的人臉特征點(diǎn)、近紅外有標(biāo)記鏡架近標(biāo)記、標(biāo)記圖識別方法獲得受試者的姿態(tài)及位置,應(yīng)用攝影測量技術(shù)獲得受試者的姿態(tài)及位置,并把此結(jié)果應(yīng)用于飛行場景隨動過程中。
4、
5.眼動數(shù)據(jù)檢測利用基于Hough變換的圓檢測方法確定瞳孔中心,并結(jié)合虹膜定位和相關(guān)度匹配、光流法跟蹤算法檢測眼球旋轉(zhuǎn)情況。提出了基于徑向梯度的虹膜定位方法和基于 LK光流法角點(diǎn)跟蹤的眼球旋轉(zhuǎn)檢測算法,對 Hough變換進(jìn)行改進(jìn),對預(yù)處理過的二值圖像進(jìn)行邊緣提取,同時(shí)選取邊緣上的三點(diǎn)通過點(diǎn) Hough變換得到一個(gè)參數(shù)組,再用數(shù)學(xué)期望替代傳統(tǒng) Hough變換投票方式,對所有參數(shù)組求數(shù)學(xué)期望,得到最終瞳孔中心。
6.為
5、了解決在多個(gè)運(yùn)動平臺(作業(yè)環(huán)境)進(jìn)行前庭功能相關(guān)測試的數(shù)據(jù)采集問題,即需要分析人體所受到的運(yùn)動刺激及其響應(yīng)與頭眼運(yùn)動之間關(guān)系。設(shè)計(jì)了頭部運(yùn)動數(shù)據(jù)和眼動數(shù)據(jù)同步檢測的硬件裝置,該裝置具有通信方式多樣、高采樣率及調(diào)節(jié)多自由度,從而提高了檢測的準(zhǔn)確性,并降低了對刺激設(shè)備的要求,使之適用的運(yùn)動環(huán)境平臺范圍廣,拓展后可具備其它用途。
7.依頭眼運(yùn)動的前庭功能分析模型為基礎(chǔ),構(gòu)建一體化頭眼運(yùn)動檢測平臺的體系結(jié)構(gòu)。人體前庭系統(tǒng)是復(fù)雜多變的運(yùn)
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