Evaluation of Driver Distraction with Changes in Gaze Direction Based on a Vestibulo-Ocular Reflex Model

With the aim of improving parameter identification and, eventually, evaluating driver distraction with changes in gaze direction, we applied a genetic algorithm (GA) method to identify parameters for an existing vestibulo-ocular reflex (VOR) model. By changing the initial inputs to the GA and fixing two parameters pertaining to the horizontal direction, we achieved improved parameter identification with a lower mean-square error. The influence of driver distraction on eye movement with changes in gaze direction was evaluated from the difference between the predicted and observed VOR in the vertical axis. When a driver was given an additional mental workload, the mean-square error between the measured and simulated values was bigger than that in the absence of the mental workload. This confirmed the relationship between driver distraction and eye movement in the vertical direction. We hope that this method can be applied in evaluating driver distraction.

单侧前庭功能丧失患者前庭眼反射和视动反射眼震电图定量分析

目的观察前庭代偿过程中前庭功能的变化规律。方法对１０５例单侧前庭功能丧失患者进行自发性眼震、前庭眼反射及视动反射眼震电图检查，并行定量分析。结果①２１例患者出现自发性眼震，其病程为３天～６年，眼震平均慢相速度为７．１２～１２．７０°／ｓ；②患者组健侧耳冷热水灌注前庭眼反射眼震强度均低于健康人；③０．１６７Ｈｚ正弦摆动、幅度９０°试验患者组双向眼震强度低于健康人，病程≤５年的患者眼震优势偏向向健侧，病程＞５年的患者无眼震优势偏向；④非桥小脑角占位病变及直径＜２．５ｃｍ的桥小脑角占位病变患者，视动性眼震强度与健康人差异无显著性，直径≥２．５ｃｍ的桥小脑角占位病变患者，视动性眼震强度低于健康人，眼震优势偏向向健侧。结论在前庭代偿过程中前庭功能处于抑制状态，通过抑制达到前庭系统的重新平衡。

正弦偏心旋转诱发的豚鼠前庭眼动反射特点

目的:观察豚鼠于不同频率和偏心半径正弦旋转时相对于轴心旋转的前庭眼动反射变化特点,以提取反映前庭耳石器功能的指标,为建立其功能检测方法提供依据。方法:采用频率0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6Hz,峰速60°/s的正弦旋转刺激,分别将豚鼠置于轴心,头向外偏心半径330mm,660mm,990mm处诱发其眼震,分析不同刺激条件下的眼震增益变化规律。结果:频率和偏心半径都对眼震的增益有显著影响:同一偏心半径条件下,眼震增益随频率增加而增大;同一频率条件下,眼震增益随偏心半径增加而增大,以在0.3Hz,0.4Hz最为明显,超过此频率范围后增益随半径变化不明显。结论:提取眼震增益的增强率(enhancementratio,ER)可以表达眼震增益随偏心半径增加而增大的增强效应,并作为反映豚鼠前庭耳石器功能的指标,以0.4Hz,半径990mm的正弦旋转模式作为耳石器功能评价的刺激模式较好。

水平旋转刺激对机体若干生理指标的影响

本文通过超声多普勒仪、视深度测定仪、闪光融合阈值测定仪、神经过程测定仪以及遥测心率计,测试了48名18—20岁男性受试者在安静时相、接受水平旋转刺激时相、旋转后的恢复时相的血流动力学指标、视功能指标和神经肌肉系统机能指标。实验结果表明:体育运动能有效地提高机体反应速度和肌肉运动速度。受试者接受水平旋转刺激后其反射时和运动时都明显延长。此外,水平旋转刺激对心功能具有正变时效应和正变力效应影响,使其心率增快,心肌收缩力增强,升主动脉血流加速度峰值显著提高。旋转刺激后受试者视功能指标有轻微的变化。实验未发现球类、散打、径赛等项目对前庭功能稳定性有良性促进作用。实验表明,旋转刺激对机体神经过程和植物性功能有明显的影响,提示与之有关的运动项目应对前庭功能稳定性训练予以重视。

基于仿生机理的头眼协调系统

针对多数头眼系统易受环境因素或复杂坐标变换影响的问题,基于人类眼球生理学和解剖学原理,根据眼球运动的神经回路,通过对重要神经核功能以及视觉信息传递处理机制的研究,建立一个具有眼球自适应前庭动眼反射与平滑追踪运动控制模型。结合人类行为特征,提出一种头眼协调控制方法,并运用Matlab进行控制系统仿真模拟。仿真结果表明,该头眼协调运动控制方法不仅可以应用于机器人仿生视觉系统中,而且具有良好的鲁棒性。

头眼协调运动控制仿生模型

深入分析灵长类动物在注视点转移过程中眼球运动、头部运动及头眼协调运动的关系,将头眼协调运动的神经生理机制引入工程领域,改善机器人视觉系统的头眼协调问题。提出一种仿生型机器人头眼协调运动控制策略,将注视转移过程分为初始的快相和随后的慢相两个阶段。快相组合了高速眼球扫视运动(saccade)眼球运动和缓慢的头部运动,两者协调配合迅速切换注视点至新的目标;慢相通过前庭动眼反射(VOR),依靠头和眼的等量反向旋转运动维持目标稳定的同时,调整头部位置,使其朝向目标。建立了注视转移的仿生控制模型。仿真结果与生理学实验数据进行了对比分析,证明了所提控制策略与控制模型的可行性。