[發明專利]車輛彎道行駛時暈動癥估計方法

有效

• 申請號: 202110555981.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113212437B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 金勵辛;高振海;高菲
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W40/08
• 分類號: B60W40/08
• 代理公司: 北京市浩東律師事務所 11499
• 代理人: 遲爽

本發明提供車輛彎道行駛時乘員暈動癥水平估計方法，涉及暈動癥研究領域。本估計方法在車輛上設置加速度傳感器，以用于采集車輛彎道行駛時的橫向加速度α，導入傾斜角計算公式，分別計算駕駛員和乘客的頭部傾斜角，然后根據半規管接收角速度的傳遞函數公式得到感知頭部角速度，之后分別通過計算得到感知垂直和估計垂直，最后計算MSI。本發明既可以在實際運行過程中實時地進行數據收集，不會對乘員造成影響，又避免了在乘員頭部安裝傳感器等設備來獲取數據的復雜情況，更加容易操作，并且降低了操作成本，更容易設計基于頭部傾斜運動策略的暈動癥緩解方法。

技術領域

本發明涉及一種暈動癥估計方法，具體為車輛彎道行駛時暈動癥估計方法，屬于暈動癥研究技術領域。

背景技術

描述暈動癥的主要理論是感覺沖突理論:前庭系統感知到的運動信息、視覺系統感知到的運動信息和根據以往經驗建立的內部模型估計的運動信息之間的沖突積累導致了暈動癥。主觀垂直沖突(SVC)理論中，將感知到的垂直或重力方向和估計的垂直或重力方向之間的誤差作為感覺沖突理論中的沖突。這種沖突欺騙了大腦，使身體開始它的防御策略，增加副交感神經活動，如果沖突刺激足夠強和持續時間足夠長的話，就會最終導致嘔吐。

從另一個角度來看，當我們接觸到不習慣的運動，比如低頻振蕩運動時，或者改變運動，比如失重和超重時，通常也會引發暈動癥。暈船和暈機主要是由于垂直方向的緩慢振蕩運動引起的，而暈車則主要與由加速、制動和轉彎引起的水平加速度有關。

暈車顯然會降低人在車里的舒適度。所以我們有必要研究并闡明其機理，并探索避免或減輕暈車的方法。

除了暈動癥的主要理論感覺沖突理論，引發暈車的原因還有無法控制運動方向以及無法充分預測車輛未來運動軌跡。眾所周知，同乘一輛車時，乘客往往比駕駛員更容易患暈動癥。因為駕駛員可以操縱車輛，控制車輛運動方向，并且能夠預測車輛的未來運動軌跡，而乘客在車內被動地跟隨車輛移動，無法控制運動方向，由于前方視野的遮擋也無法充分地預測車輛的未來運動軌跡。

在通過彎道時，乘客也通常比駕駛員更容易患暈動癥。這是因為通過彎道時，駕駛員與乘客會受到加速和旋轉的刺激，駕駛員會適當地將頭部向轉彎方向即向心方向傾斜，以控制頭部和身體的姿勢。而需要注意的是，乘客的頭部運動與駕駛員的頭部運動相反，乘客的頭部會被動地向離心方向傾斜。由于與乘客相比，駕駛員并沒有暈車癥狀，因此認為駕駛員的頭部運動與暈車癥狀的減少和乘坐舒適度的提高有關。因此，我們可以通過研究駕駛員的主動頭部傾斜運動來了解減少暈動癥以及提高乘坐舒適性的機理。

在對暈車機理以及減輕暈車方法的研究中，預測車輛乘員的暈車嚴重程度或乘坐舒適性水平對創造舒適的車輛運動具有重要意義。為了估計暈動癥的嚴重程度，通過使用加速度的頻率和大小來揭示暈動癥的敏感性，從正弦垂直運動的實驗中得到了暈動癥發病率(Motion Sickness Incidence,MSI)，定義為嘔吐對象所占的百分比。

許多研究人員通過使用問卷調查的方法來衡量車輛乘員的暈動癥水平。問卷調查的主要缺點是不能在運動刺激的實際運行過程中收集數據，因為它可能會分散乘員的注意力，此外，問卷的長度也可能導致乘員在實驗過程中無法回答問題。

除問卷調查外，使用腦電圖(EEG)等技術也可以測量暈動癥，從乘員大腦中獲取數據用于測量，但這種方法依賴于設備，在乘員乘車過程中不易于實現，故需要設計一種暈動癥的估計方法。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供車輛彎道行駛時暈動癥估計方法，以解決現有技術中對暈動癥測量和研究不便的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：車輛彎道行駛時暈動癥估計方法，包括以下步驟：S1、在車輛上設置加速度傳感器，以用于采集車輛彎道行駛時的橫向加速度α，導入傾斜角計算公式