[发明专利]一种基于脑机接口的疲劳驾驶检测预警方法

说明书

本发明提出了数字信号处理领域内的一种基于脑机接口的疲劳驾驶检测预警方法，包括以下步骤：步骤1）利用脑电信号采集设备采集脑电信号，并对其进行预处理；步骤2）实验者在模拟驾驶实验中完成相关任务，记录在实验场景下受试者从清醒到疲劳状态下的脑电信号，步骤3）将采集到的脑电信号通过蓝牙芯片传到计算机，通过伪迹减法去除眼动伪迹，采用独立成分分析法对脑电信号进行降噪；步骤4）对接收到的脑电信号进行eSense算法量化处理，得到“专注度”和“放松度”参数值；步骤5）将得到的参数值传到单片机，通过单片机的模数转换模块得到控制命令，控制蜂鸣器设备，本发明减少了疲劳驾驶的概率，从而降低了交通事故的发生率。

技术领域

本发明涉及一种疲劳检测方法，具体的说是一种疲劳驾驶检测预警方法，属于数字信号处理技术领域。

背景技术

生理性精神疲劳现已成为城市中的重要问题，严重威胁着人们的身体健康和生命财产安全。在交通驾驶、航空航天活动、人机系统监控等工作中，操控人员精神疲劳引起的瞬间的注意力分散、反应迟缓或协调性不够，都可能导致极为严重的事故。因此，疲劳脑电的分析和预防工作就变得尤为重要。

随着全球经济一体化，科学技术的不断创新发展，社会得到了快速进步，经济水平也得到了快速提升，人们生活变的更富裕，越来越多的人买上了汽车，道路变的越来越拥挤。经济社会飞速发展，人们生活节奏越来越快，导致人们压力越来越大，行车速度越来越快，交通事故频频发生。调查研究发现发生重大交通事故的主要原因之一是疲劳驾驶，据统计，由疲劳驾驶导致的交通事故比例为道路交通事故的20％～30％。驾驶疲劳是指驾驶人员长时间持续驾驶车辆后，产生心理机能和生理机能失调，导致驾驶机能下降的现象。疲劳驾驶会影响驾驶员对外界的注意力、感知力、判断力和运动力，极易导致交通事故。最近几年，国内由于疲劳驾驶直接导致的交通事故发生率不断增高。因为产生疲劳驾驶的原因是多方面的，特别是生理和心理方面，所以它是很难被及时察觉和准确检测的，并且不易控制。

目前，国内外主要通过三种方法检测驾驶疲劳，第一种方法：生物信号检测法，即通过检测驾驶人员的脑电信号、心电信号、肌电信号以及呼吸参数等；第二种方法：车辆行为检测法，即通过在车辆行驶过程中，检测驾驶人员控制车辆的参数，如车速、侧位移和白线位置等；第三种方法：物理反应检测法，即在驾驶车辆过程中，检测驾驶人员的头部和眼部行为，如低头和眨眼频率等。脑电信号被称为检测驾驶疲劳的“金标准”；通过测量和记录大脑中的脑电活动形成一个反馈信号，脑电活动由脑电信号的振幅、频率组成，测量和记录大脑中不同位置的脑电活动得到多个反馈信号，这样的反馈信号成为脑电反馈信号。脑电信号是大脑皮层不同活动区域反映大脑思维活动和外界行为刺激的一种内在表现，其在疲劳反应上具有相对普遍的共性特征，适用于对驾驶员疲劳状态的识别。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于脑机接口的疲劳驾驶检测预警方法，减少疲劳驾驶的概率，从而降低交通事故的发生率。

本发明的目的是这样实现的：一种基于脑机接口的疲劳驾驶检测预警方法，包括以下步骤：

步骤1)利用脑电信号采集设备采集脑电信号，并对其进行放大，A/D转换，以数字信号存储；

步骤2)实验者在模拟驾驶实验中完成相关任务，记录在实验场景下受试者从清醒到疲劳状态下的脑电信号，记录相关状态的脑电信号范围值；

步骤3)将采集到的脑电信号通过蓝牙芯片传到计算机，通过伪迹减法去除眼动伪迹，采用独立成分分析法对脑电信号进行降噪；

步骤4)对接收到的脑电信号进行eSense算法量化处理，得到“专注度”和“放松度”参数值；

步骤5)将得到的参数值传到单片机，通过单片机的模数转换模块(A/D)得到控制命令，控制蜂鸣器设备，已达到疲劳预警目的。

作为本发明的进一步限定，步骤3)中伪迹减法具体为，采用公式：