[发明专利]一种基于心电和操控数据的弯道驾驶能力评价方法

权利要求书

1.一种基于心电和操控数据的弯道驾驶能力评价方法，其特征在于，主要包括以下过程：

心电信息采集：采用多导生理信号记录仪采集受试驾驶员的心电信号，并对心电信号数据进行处理，计算受试驾驶员心率增长率及心率变异性；

车辆CAN数据采集：通过车辆采集设备采集车辆操控信息，并对采集的车辆操控信息进行处理，计算车辆横向加速度均方根；

驾驶能力评估，用于对心电信号数据及车辆操控数据进行处理，形成散点图及权重函数，最终对驾驶员驾驶能力进行评价；

所述驾驶能力评估包括以下过程：

首先以车辆横向加速度均方根与心率变异性RMSSD作散点图，并进行线性拟合从而划分若干区域；

基于心率增长率以及车辆横向加速度均方根值建立弯道过程驾驶员的能力的综合评价函数，公式如下：

其中，N_i为驾驶员以i的速度过弯时的心率增长率；G_y为过弯时车辆横向加速度的均方根；a为修正系数；

综合评价函数建立完成后与散点图对比，检验是否能良好匹配，对于同一个驾驶员能够给出一个良好的评价；

如果反映效果匹配不太好，则以车辆横向加速度均方根与心率变异性RMSSD作的散点图用来调整综合评价函数的修正系数；

最终以综合评价函数的值的大小来评判驾驶员的驾驶能力，函数f值越小，则驾驶员的驾驶能力越好。

2.如权利要求1所述的一种基于心电和操控数据的弯道驾驶能力评价方法，其特征在于，所述心电信息采集步骤中，对心电数据进行处理包括以下步骤：

对采集的原始心电数据进行预处理：将T波的信号衰减，突出R波的信号，去除基线偏移；

对预处理完的心电数据，求出心率及心率变异性来表征驾驶员的紧张程度，具体求法如下：

R-R间期是指两次心跳之间的时间间隔，单位为毫秒，因此某一时刻的心率值可以用捕获相邻R波的周期换算得出：

式中，RR_i为第i个相邻R波的间期；

驾驶员弯道过程中的心率变异性用相邻正常R-R间期差值的均方根或标准差RMSSD来反映，公式如下：

式中，RR_i为第i个相邻R波的间期；N为R波的总数；

考虑到每个人心率的不同需要对不同人的心率进行归一化处理，引入心率增长率的概念：

其中，N_i表示驾驶员以i的速度过弯时的心率增长率，％；

n_i表示驾驶员以i速度过弯时的最大心率值，bpm；

表示驾驶员以i速度过弯时的前5次平均心率，bpm。

3.如权利要求2所述的一种基于心电和操控数据的弯道驾驶能力评价方法，其特征在于，所述对采集的原始心电数据进行预处理包括以下具体步骤：

对获得的原始心电数据进行步骤滤波处理，使用滤波器，将T波的信号衰减，突出R波的信号，同时使用高通滤波，去除基线偏移；

设定峰值阈值、间隔：以整个过程中电信号最小值再加上70％的最大值与最小值之差为阈值，极大值间隔考虑到正常人的最大心率＝220-实际年龄，设置最小间隔0.3s；

查看捕获的R波效果；

进行判断，倘若效果不好，调整阈值大小及间隔直至效果良好。

4.如权利要求1所述的一种基于心电和操控数据的弯道驾驶能力评价方法，其特征在于，所述车辆CAN数据采集中，对整个过程的车辆横向加速度求均方根，公式如下：

其中，x_i为采集到的某个时刻的车辆横向加速度数据；为整个过程的车辆横向加速度均值；n为采集的车辆横向加速度数据总数。