[发明专利]一种可穿戴骨传导疲劳驾驶检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种可穿戴骨传导疲劳驾驶检测方法，包括步骤：根据预处理后不同类型的生理传感信号的变化幅度来动态调整模拟增益，对采集的生理传感信号进行局部过采样和平均化，并对平均化之后的生理传感信号进行下采样；生理传感信号预处理；信号噪声消除；生理传感信号模电转换；疲劳驾驶特征提取；提取的疲劳驾驶检测特征。本发明的有益效果是：本发明通过可穿戴骨传导疲劳驾驶检测装置，本发明能高效精准地采集人的生理特征模拟信号，并采用所实施的噪声消除技术和信号分离技术得到与疲劳驾驶紧密相关的脑电波信号、眼球运动极化信号、面部肌电信号和皮电活动信号，并基于这四类信号和个性化的分层模型进行精准疲劳驾驶检测。

技术领域

本发明属于驾驶安全防护领域，尤其涉及一种可穿戴骨传导疲劳驾驶检测方法及装置。

背景技术

随着全球范围内车辆保有量的增加，交通事故数量的急速增长已经成为一个严峻的社会问题。据相关数据统计，每年交通事故中有约三分之一的人员伤亡是疲劳驾驶造成的。驾驶疲劳是指由于司机长时间驾驶或睡眠不足引发的瞌睡和困倦，许多国家都有数据表明驾驶疲劳是引发恶性交通事故的重要原因之一；驾驶员疲劳已经和酒后驾驶一样，成为交通事故的主要隐患，所不同的是，酒后驾驶很容易被检测出来，而驾驶疲劳则具有一定的隐蔽性。驾驶疲劳是指短暂且无意识的注意力丧失，通常表现为眼神茫然空洞以及频繁且无意识地合上双眼等特征。

随着智能传感器、智能模式识别和汽车电子技术以及车辆动力学技术的高度发展，疲劳驾驶检测装置与技术成为近年来国内外交通安全领域的研究热点。通过对驾驶员疲劳状态的检测，可以大大减少疲劳驾驶引起的交通事故。特别是对于从事长途客运、货运等业务运营的驾驶员，由于职业要求，经常有长期连续驾驶，驾驶时很难保持高警戒状态的情况；因此实时检测疲劳状态更为重要。现有疲劳驾驶检测装置及方法可分为三类：

（1）基于视觉特征的疲劳驾驶检测装置及方法，其技术手段是运用计算机视觉技术提取驾驶员的视觉特征信息进行疲劳判断，视觉特征受到光照的影响较大，转弯、变线又会对基于车辆行为的检测产生较大影响，导致其准确性、可靠性和实用性不高。

（2）基于汽车行驶状态的疲劳驾驶检测装置及方法，其技术手段是利用车载传感器检测车辆本身的速度、侧向加速度、横向位移量、车道偏离和车辆行驶轨迹的变化等特征来推测驾驶人的疲劳状态。然而，由于受到车辆的具体型号、道路的具体状况和驾驶员个人驾驶习惯、驾驶经验和驾驶条件的限制，这类疲劳驾驶检测方法的准确性有待进一步提高。

（3）基于驾驶员生理特征的疲劳驾驶检测装置及方法，其技术手段是利用一些生理指标传感器来判断驾驶员是否进入疲劳状态。因为相关研究表明，人体在疲劳状态下，生理反应会变得迟钝，即人体生理信号的响应会出现延迟，指标也会偏离正常的状态。该方法是非目前较可靠的疲劳驾驶检测方法，但以下三方面原因导致该技术没有被广泛使用和普及：1）人本自身生理指标信号比较微弱，而驾驶员行车过程中由运动和环境噪音对信号采集的干扰导致疲劳驾驶检测精度不高；2）现有基于生理特征的疲劳驾驶检测装置大多采用智能手环，利用多种传感器（如皮肤温度传感器、心率传感器和光电容积描记传感器等）多种生物信号进行疲劳驾驶状态检测，但仍然不能监测脑电和眼动功能，其灵敏度和特异度依然不够理想；3）现有基于生理特征的疲劳驾驶检测方法大多采用预设比较阈值的方式进行判断（如心率小于某个设置阈值就判定为疲劳驾驶），而驾驶员个体身体状况的差异性使得阈值比较方法不具有普适性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可穿戴骨传导疲劳驾驶检测方法及装置。

这种可穿戴骨传导疲劳驾驶检测方法，包括以下步骤：

S1、生理传感信号采集：在骨传导装置中集成高敏感传感电路，通过集成有高敏感传感电路的骨传导装置采集驾驶员的生理传感信号；

S2、生理传感信号预处理：根据预处理后不同类型的生理传感信号的变化幅度来动态调整模拟增益，对采集的生理传感信号进行局部过采样和平均化，并对平均化之后的生理传感信号进行下采样；