申请/专利权人：湖南大学

申请日：2023-06-15

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116726388B

主分类号：A61N1/36

分类号：A61N1/36;A61N1/08;G16H20/40;G16H50/50

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.09.29#实质审查的生效;2023.09.12#公开

摘要：一种拟人反馈的主动时空自平衡前庭刺激系统及驱动方法包括以下步骤：步骤S1，计算模拟人眼的摄像头摆动加速度及摄像头摆动频率；步骤S2，惯性传感器测量头部摆动，计算惯性传感器摆动加速度，惯性传感器摆动频率；步骤S3，分别计算基于摄像头晕动剂量、基于惯性传感器晕动剂量，求差得冲突晕动剂量；步骤S4，计算摄像头摆动频率和惯性传感器摆动频率的摆动频率加权平均数；步骤S5，计算个性化晕动指数，并进行归一化处理，计算刺激时间；步骤S6，根据个性化晕动指数取值及摆动频率加权平均数开展前庭电刺激，前庭电刺激实施完毕后，各晕动剂量归零，往复此流程。

主权项：1.一种拟人反馈的主动时空自平衡前庭刺激系统，其特征在于，所述拟人反馈的主动时空自平衡前庭刺激系统包括摄像头、惯性传感器、计算模块和刺激模块；所述摄像头设置在车内人员前额部位，通过摄像头捕捉模拟人眼看到的画面，并计算摄像头摆动加速度和摄像头摆动频率；所述惯性传感器设置在车内人员头部，用于采集车内人员头部摇动时三轴旋转加速度，并计算惯性传感器摆动加速度和惯性传感器摆动频率；所述计算模块根据摄像头摆动加速度和惯性传感器摆动加速度计算得冲突晕动剂量、个性化晕动指数和刺激时间Time，并根据摄像头摆动频率和惯性传感器摆动频率计算摆动频率加权平均数所述刺激模块根据刺激时间Time和摆动频率加权平均数对车内人员开展前庭电刺激；所述拟人反馈的主动时空自平衡前庭刺激系统的驱动方法包括以下步骤：步骤S1，计算模拟人眼的摄像头摆动加速度ac及摄像头摆动频率fc；步骤S2，惯性传感器测量头部摆动，计算惯性传感器摆动加速度ai，惯性传感器摆动频率fi；步骤S3，分别计算基于摄像头晕动剂量MSDVc、基于惯性传感器晕动剂量MSDVi，求差得冲突晕动剂量MSDVt；步骤S4，计算摄像头摆动频率fc和惯性传感器摆动频率fi的摆动频率加权平均数步骤S5，计算个性化晕动指数MSI，进行MSI归一化处理，不同MSI取值对应不同的刺激时间；步骤S6，根据MSI取值及摆动频率加权平均数开展前庭电刺激，前庭电刺激实施完毕后，各晕动剂量MSDV归零，往复此流程；在步骤1中，还包括以下步骤：步骤S11，摄像头设置在车内人员前额部位，通过摄像头捕捉模拟人眼看到的画面，设置初始轴线g为车内人员在正坐状态下与垂直于地面的轴线重合；步骤S12，实时采集模拟车内人员眼镜所看到的画面，并根据画面的倾斜角度计算车内人员实时头部摇动对应的轴线g与垂直于地面的轴线之间夹角θ；步骤S13，并开展夹角θ二阶求导计算摄像头摆动加速度ac； 其中，t为每个捕捉画面的时间间隔；步骤S14，根据摄像头摆动加速度ac的计算数值，再基于摄像头摆动加速度ac的增加、减小计算摄像头摆动频率fc；在步骤2中，还包括以下步骤：步骤S21，通过惯性传感器直接获取三轴的旋转加速度aix、aiy、aiz；步骤S22，基于三轴的旋转加速度计算惯性传感器摆动加速度ai；其公式为： 步骤S23，基于惯性传感器摆动加速度ai的增加、减小计算惯性传感器摆动频率fi；在步骤3中，还包括以下步骤：步骤S31，基于摄像头摆动加速度ac计算视觉晕动剂量MSDVc；其公式为： 其中，T为时间；步骤S32，基于惯性传感器摆动加速度ai计算前庭晕动剂量MSDVi；其公式为： 其中，T为时间；步骤S33，基于视觉晕动剂量与前庭晕动剂量计算冲突晕动剂量MSDVt；其公式为：MSDVt＝|MSDVc-MSDVi|其中，MSDVc为视觉晕动剂量、MSDVi为前庭晕动剂量、MSDVt为冲突晕动剂量；在步骤4中，所述摆动频率加权平均数为： 其中，a为个人视觉的敏感性权重值与b为前庭的敏感性权重值；所述个人视觉的敏感性权重值为0.7，前庭的敏感性权重值为0.3；在步骤5中，还包括以下步骤：步骤S51，根据冲突晕动剂量MSDVt计算个性化晕动指数MSI；MSI＝K·MSDVt其中，K为个人晕动剂量权重值，K值越大说明该个体越容易发生晕车；当K＝0.33时，MSI＝0.3MSDVt步骤S52，根据MSI的计算值，进行MSI归一化处理； MSIMAX为当前所有计算MSI中的最大值，MSI′为MSI归一化值；步骤S53，基于归一化MSI确定用户当前状态，确认刺激时间；其公式为： Time为实时刺激的时间，单位为毫秒ms，其中Time＝0代表不开展刺激。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖南大学 一种拟人反馈的主动时空自平衡前庭刺激系统

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