基于虛擬現(xiàn)實(shí)和近紅外腦氧信號(hào)的駕駛員腦功能評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、自從人類發(fā)明交通工具以來，交通事故就如影隨形，給人民的生產(chǎn)生活和生命安全造成了妨礙。如何減少交通事故的發(fā)生，提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，是學(xué)者們長(zhǎng)久以來一直關(guān)注的課題。該問題解決的關(guān)鍵，在于如何探究交通事故的產(chǎn)生機(jī)理，只有明確了交通事故的成因，才能預(yù)先發(fā)現(xiàn)事故的可能性，并制定對(duì)策以防止交通事故的產(chǎn)生。駕駛員是“人—車—路”系統(tǒng)的主要構(gòu)成因素之一，在相當(dāng)?shù)某潭壬蠜Q定了交通事故是否會(huì)發(fā)生。通過評(píng)估駕駛員的駕駛能力，可以對(duì)駕駛員發(fā)生交通事故的可能進(jìn)

2、行預(yù)測(cè)。排除身體軀干運(yùn)動(dòng)能力的影響，駕駛能力是腦功能的直接反映。本文在使用近紅外光譜技術(shù)對(duì)駕駛員腦功能評(píng)估方面進(jìn)行了初步嘗試。
　　本文的主要工作分為三部分。其一，提出一種基于小“光源—探頭”間距的功能性近紅外光譜表層生理噪聲抵消方法。從近紅外光譜血氧儀的檢測(cè)原理以及人體頭部的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)入手分析，匯總現(xiàn)有的小間距探頭布置測(cè)量規(guī)律，并根據(jù)具體使用的近紅外光譜儀參數(shù)規(guī)格，設(shè)計(jì)了具體的小間距探頭布置方案。之后，針對(duì)基于小波相位相干性的功

3、能連接分析和基于相位耦合函數(shù)的效應(yīng)連接分析兩種腦功能數(shù)據(jù)分析方法的要求，提出了一種基于連續(xù)小波變換的自適應(yīng)噪聲抵消方法，對(duì)其中的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了闡述。
　　其二，基于Unity3D的虛擬駕駛器的設(shè)計(jì)和開發(fā)?；谧髡叩谋究飘厴I(yè)設(shè)計(jì)，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用并安裝改進(jìn)的傳感器，設(shè)計(jì)傳感器的單片機(jī)控制電路?；赨nity3D，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，開發(fā)了多種針對(duì)性的虛擬駕駛?cè)蝿?wù)，可以對(duì)駕駛員的駕駛表現(xiàn)進(jìn)行記錄和評(píng)估。
　　其三，使用

4、虛擬駕駛器進(jìn)行了駕駛?cè)蝿?wù)實(shí)驗(yàn)，使用近紅外光譜血氧儀同步測(cè)量被試者靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)情況下的腦活動(dòng)情況。使用基于連續(xù)小波變換的自適應(yīng)噪聲抵消方法對(duì)腦功能數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，并對(duì)進(jìn)行過濾波去噪的數(shù)據(jù)和未進(jìn)行濾波去噪的數(shù)據(jù)都進(jìn)行了小波相位相干性功能連接分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析。證實(shí)本文中自適應(yīng)濾波去噪方法的有效性。
　　綜上，本文提出了一種用于功能性近紅外光譜法測(cè)量腦功能的表層生理信號(hào)濾除方法，并設(shè)計(jì)虛擬駕駛?cè)蝿?wù)實(shí)驗(yàn)對(duì)方法的有效性