基于虛擬現實和近紅外腦氧信號的駕駛員腦功能評估技術研究.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，提高交通運輸的安全性，是學者們長久以來一直關注的課題。該問題解決的關鍵，在于如何探究交通事故的產生機理，只有明確了交通事故的成因，才能預先發(fā)現事故的可能性，并制定對策以防止交通事故的產生。駕駛員是“人—車—路”系統(tǒng)的主要構成因素之一，在相當的程度上決定了交通事故是否會發(fā)生。通過評估駕駛員的駕駛能力，可以對駕駛員發(fā)生交通事故的可能進

2、行預測。排除身體軀干運動能力的影響，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對駕駛員腦功能評估方面進行了初步嘗試。
　　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原理以及人體頭部的解剖學結構入手分析，匯總現有的小間距探頭布置測量規(guī)律，并根據具體使用的近紅外光譜儀參數規(guī)格，設計了具體的小間距探頭布置方案。之后，針對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的效應連接分析兩種腦功能數據分析方法的要求，提出了一種基于連續(xù)小波變換的自適應噪聲抵消方法，對其中的技術難點進行了闡述。
　　其二，基于Unity3D的虛擬駕駛器的設計和開發(fā)?；谧髡叩谋究飘厴I(yè)設計，改進機械結構設計，選用并安裝改進的傳感器，設計傳感器的單片機控制電路。基于Unity3D，根據不同的實驗設計要求，開發(fā)了多種針對性的虛擬駕駛任務，可以對駕駛員的駕駛表現進行記錄和評估。
　　其三，使用

4、虛擬駕駛器進行了駕駛任務實驗，使用近紅外光譜血氧儀同步測量被試者靜息態(tài)和任務態(tài)情況下的腦活動情況。使用基于連續(xù)小波變換的自適應噪聲抵消方法對腦功能數據進行了預處理，并對進行過濾波去噪的數據和未進行濾波去噪的數據都進行了小波相位相干性功能連接分析，并對結果進行了進一步的統(tǒng)計分析。證實本文中自適應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量腦功能的表層生理信號濾除方法，并設計虛擬駕駛任務實驗對方法的有效性