汽车智能驾舱驾驶疲劳检测系统设计

疲劳驾驶是影响交通安全的主要因素,当前疲劳驾驶的检测方法普遍存在设备体积大、侵入性强、实时性差等弊端。文中设计的基于FPGA的疲劳驾驶检测系统,首先利用区域长宽比改进YCbCr人脸分割算法,提高算法在驾驶环境中对于人脸的辨识度;然后建立动态视频人眼跟踪模型,在人脸范围内定位人眼位置,采用三帧差算法检测眨眼动作,以眨眼率作为疲劳的评价指标,对司机状态进行实时监控;最后利用FPGA芯片完成实时图像数据的处理和疲劳驾驶检测。实验证明,该系统具备在光线昏暗和佩戴眼镜等场景下检测疲劳状态的能力,并且检测系统充分发挥FPGA芯片数据并行处理优势,具备体积小、速度快、集成度高,通电即可工作的特点,有利于在狭小的驾驶舱环境部署,具有一定的工程应用价值。

基于EEG与EOG信号的疲劳驾驶状态综合分析

疲劳驾驶时,司机的脑电信号和眼电信号特征均发生显著变化,本文针对这两类信号进行分析研究,利用这两类数据综合分析判断司机是否处于疲劳驾驶状态.首先对采集的脑电信号进行小波包分解,提取信号中的α波,并计算其相对功率谱P;然后利用Pearson相关系数分析两路对称导联F7,F8中眨眼信号特征,去除干扰;最后利用BP神经元网络对眨眼信号进行识别,计算眨眼频率.结果表明,利用眼电信号和脑电信号特征综合分析司机眨眼动作,能准确识别出眨眼信号,并能正确检测人的驾驶疲劳状态的变化.

用瞬目频率评价液晶电视机的偏振光特性对视疲劳的影响

目的比较液晶电视射出的线偏振光和圆偏振光对视疲劳的影响程度。方法64例正常人随机分为两组,每组32例,分别观看出射光为线偏振光或圆偏振光的液晶电视机播放的故事片125min。用眼电图(EOG)记录观看故事片前后及观看故事片过程中的瞬目频率,分析比较瞬目频率的变化特性。结果线偏振光组观看故事片后的瞬目频率比观看前高,差异有统计学意义(P<0.01);圆偏振光组观看故事片前后的瞬目频率差异无统计学意义(P>0.05)。结论长时间观看出射光为线偏振光的液晶电视机较出射光为圆偏振光时易引起视疲劳。

早中期帕金森病患者眼部症状的临床分析

目的研究早中期帕金森病患者的眼部症状及其临床意义。方法利用视频眼震电图(VNG)对24例原发性帕金森病(PD)患者(PD组)进行眼球扫视功能测试并观察眨眼动作,记录治疗前后的扫视潜伏期、扫视精确度和眨眼频率,以24名年龄、性别相匹配的健康者作为对照组。结果在PD组和对照组,扫视潜伏期分别为(292.18±50.51)ms和(237.40±32.78)ms,扫视精确度分别为89.51±10.59和96.69±11.00,眨眼频率分别为(13.21±7.55)次/min和(20.04±6.56)次/min;在PD组接受治疗的患者(n=19),用药前后扫视精确度分别为90.36±11.09和92.98±10.18,眨眼频率分别为(12.58±7.91)次/min和(16.63±6.98)次/min。统计学分析结果显示:与对照组比较,PD组扫视潜伏期显著延长(P<0.01),扫视精确度和眨眼频率显著下降(P<0.05,P<0.01);服药后PD组扫视精确度和眨眼频率较服药前显著提高(P<0.05,P<0.01),且与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 PD患者的眼球扫视运动和眨眼功能明显异常,可作为PD早期诊断的参考指标;抗PD药物治疗可改善PD患者的眼部症状。

蒸发过强型干眼诱发因素研究进展

干眼主要分为水样液缺乏型干眼和蒸发过强型干眼。蒸发过强型干眼是在泪液分泌功能正常的情况下,由各种因素导致暴露的眼球表面泪液过量损失引起的。诱发此类干眼的因素包括泪膜脂质层异常、瞬目频率降低、配戴角膜接触镜、眼表障碍及眼表疾病、环境因素等。随着信息社会的发展,人们生活和工作方式的改变,蒸发过强型干眼的发病率逐渐增高,发病年龄年轻化,而临床上蒸发过强型干眼容易被忽视或误诊,就其主要诱发因素及其诊断和治疗的研究进展进行综述。

减少瞬目频率建立的蒸发过强型兔干眼模型

目的:通过减少瞬目频率建立蒸发过强型兔干眼模型。方法:新西兰大白兔12只随机分为实验组A,B和对照组C,每组4只。两实验组模拟荧屏终端(video display termi-nals,VDT)操作者的瞬目特点,用铁夹固定兔眼睑将其瞬目频率减少为实验前的1/3,8h/d。造模前和造模后3,7,10,14d行Schirmer试验、角膜荧光素染色和泪膜破裂时间(break-uptime,BUT)检查,造模前后自身对照。对照组置于相同环境下不进行干预。14d处死A,C组兔取结膜、角膜和泪腺组织行光学显微镜观察及杯状细胞计数对照;B组停止干预,于17,21,28d观察指标,28d处死取相同组织行光学显微镜观察及杯状细胞计数。结果:除A组7d和B组3d外,两实验组其余时间点Schirmer试验值与实验前相比都无明显改变(P>0.05)。从3d起,两实验组的角膜荧光素染色评分显著升高,BUT显著减少(P<0.05),随着时间推移变化程度逐渐加重。14dB组停止干预后上述差异仍存在。光镜下两实验组的角结膜上皮层以增生性改变为主,泪腺组织无明显变化。14dA组4个方位球结膜的杯状细胞数量都比对照组C组少,差异显著(P<0.01),以鼻侧和颞侧球结膜差别更明显。28dB组各方位球结膜杯状细胞数量仍明显低于对照组C组(P<0.01)。结论:减少瞬目频率能成功地建立蒸发过强型兔干眼模型。

物理因子治疗周围性面瘫的疗效观察

目的:观察物理因子治疗周围性面瘫的疗效。方法:将56例周围性面瘫患者随机分为对照组(只接受常规内科药物治疗)与治疗组(常规内科药物治疗+物理因子治疗),在治疗前后分别进行简易面神经评定表和瞬目反射(BR)诱发电位检查,以进行效果评价。结果:治疗4周后,两组患者简易面神经评定分数均有所提高(P<0.01),治疗组明显优于对照组(P<0.05)。同时,两组患者在治疗后,其BR检测的R1、R2及R2′波幅均有明显升高(P<0.01);潜伏期的改善在物理因子治疗组中具有显著性差异(P<0.05);其中物理因子治疗组比对照组R1、R2潜伏期缩短更明显(P<0.05)。结论:物理因子治疗对周围性面瘫患者具有较好效果。

虚拟现实环境中视觉诱导晕动症的评估指标

目的探讨虚拟现实环境中可用来评估视觉诱导晕动症(visually induced motion sickness,VIMS)的生理指标。方法采用基于虚拟现实的汽车驾驶模拟器诱发VIMS症状,并在实验过程中采集受试者的主观VIMS级别数据和客观数据;进而使用主观和客观相结合的方法对VIMS进行评估。结果以下生理指标非VIMS状态和VIMS状态存在显著性差异:(1)收缩压功率谱密度标准差(P=0.004);(2)脉搏率功率谱密度标准偏差(P=0.010);(3)收缩压与脉搏率最大互相关系数的均值(P=0.001);(4)舒张压与脉搏率最大互相关系数的均值(P=0.025);(5)收缩压与脉搏率相干系数的均值(P=0.001);(6)收缩压与脉搏率相干系数的标准偏差(P=0.004);(7)眨眼频率(BO-driving-AO组P=0.014;BC-AC组P=0.010)。结论在虚拟现实环境中,血压、脉搏率和眨眼频率与视觉诱导晕动症存在关系;本文所提出的指标可作为评估VIMS的生理指标。

基于眼动行为的草原公路驾驶人精神负荷变化规律

为了对比分析草原公路不同路段驾驶人精神负荷的差异性,选取15名驾驶人开展典型草原公路实驾试验,针对草原公路直线、弯道、交叉口及超车4种行驶工况,采集驾驶人注视、眨眼、瞳孔直径等数据,通过K-means聚类及高斯拟合等统计分析方法,分析驾驶人眨眼持续时间、眨眼频率、平均瞳孔大小表征驾驶人精神负荷的典型指标的变化规律。结果表明,相较于直线行车路段,驾驶人行经弯道、交叉口、超车等行驶工况下眨眼持续时间短、眨眼频率较慢,且超车行驶段变化最明显,而瞳孔面积大小规律则相反,超车段平均瞳孔大小最大,直线段最小;驾驶人在直线段、弯道、超车、交叉口、超车段各指标的突变率指标对比结果显示,超车工况下突变率最大,交叉口次之,弯道最小,安德鲁斯降维可视化调和曲线反映的规律与之完全一致。可见驾驶人在草原公路行驶环境中超车时其精神负荷突变性最大,交叉口次之,进入弯道时精神负荷变化最小,安德鲁斯曲线可以很好地应用于多指标下驾驶人精神负荷的差异的可视化对比。

马来、中国、印度和尼日利亚四个不同国家人群的泪膜测量分析

目的:比较马来、中国、印度和尼日利亚4个不同人群的无创性泪膜破裂时间(NIBUT)、泪膜破裂时间(TBUT)、基础泪液分泌量(BTS)和眨眼频率。方法:共纳入120例(男性61例,女性59例)年龄20~39岁健康受试者,其中30例马来人,30例中国人,31例印度人,29例尼日利亚人。根据McMonnies调查问卷和临床检查,挑选了健康受试者。选取受试者右眼评估NIBUT、TBUT、BTS,及眨眼频率。结果:四组人群中NIBUT、TBUT、BTS,及眨眼频率具有显著差异(P=0.018,P=0.001,P=0.011,P=0.004)。不同民族人群性别间NIBUT、TBUT、BTS和眨眼频率差异无统计学意义。相较于其他三组,印度人NIBUT(10±6s),TBUT(7±5s)和BTS(20±20 mm)中位数较高,中国人NIBUT(7.5±4s)和TBUT(4±2s)中位数较低,马来人BTS为9.5±16mm。眨眼频率与NIBUT、TBUT、BTS间无显著相关(r=-0.119,P=0.195),(r=-0.086,P=0.352),(r=-0.123,P=0.180)。结论:研究体现了四个不同国家人群间泪膜测量值的差异性。

北方林区冰雪路面直线段驾驶员眼动规律研究

林区冰雪道路具有等级低、视距短、路面附着力小、平曲线半径小、纵曲线变化剧烈等基本特征,给木材生产运输的驾驶员带来了较大的生理和心理压力。本文以北方林区冰雪道路上6名驾驶员的眼动实驾试验数据为基础,分析了驾驶员在不同直线长度下的冰雪道路上的眨眼、注视和扫视行为,得出了驾驶员在冰雪道路上行车时的平均眨眼持续时间、平均瞳孔面积变化率呈现相似的周期性变化规律,平均扫视幅度在中长距离上具有显著变化规律,确定了在北方林区冰雪路面上驾驶员的最佳视觉舒适性直线段长度,为下一步研究驾驶员的生理指标变化规律提供理论参考。