基于 MPC 模拟头部-颈部在侧向扰动下的动力学行为以模拟 CNS 后颈稳定策略
系统与控制
2025-08-05 v1 人机交互
系统与控制
摘要
自动驾驶车辆将允许乘客进行非驾驶任务，但由于视觉线索有限，乘客将容易受到意外运动的威胁。这些不可预测的扰动会产生“惊讶因素”，迫使中枢神经系统依赖补偿性姿势调整，这些调整效果较差，更容易引发感官冲突。由于头部是感官输入（前庭和视觉）的关键参考，准确捕捉头部-颈部姿势稳定的模型对于评估自动驾驶车辆的舒适度至关重要。本研究扩展了现有基于模型预测控制的框架，以模拟侧向扰动下的头部-颈部姿势控制。实验验证表明，该模型能够准确再现侧向躯干扰动时的动态响应。结果显示，肌肉effort 结合局部体感觉反馈可提供最佳整体动态匹配，无需依赖纠正性相对和全局头部姿态积分器即可实现姿势控制。
引用
@article{arxiv.2508.00928,
title = {Modeling Head-Neck Dynamics under Lateral Perturbations Using MPC to Mimic CNS postural stabilization strategy},
author = {Chrysovalanto Messiou and Riender Happee and Georgios Papaioannou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00928},
year = {2025}
}