一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于腦電波監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕 駛腦電監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)公路道路建設(shè)突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)，汽車和駕駛員的 數(shù)量也隨之迅猛增加，給日常生活帶來便利的同時(shí)，交通事故的頻繁發(fā)生也給社會(huì)帶來了 重大的損失。現(xiàn)如今，減少交通事故的發(fā)生及減小人員傷亡的各種技術(shù)手段都應(yīng)用而生，當(dāng) 前最多被采用的疲勞檢測(cè)手段是駕駛員駕車行為分析，即通過記錄和解析駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向 盤、踩剎車等行為特征，判別駕駛員是否疲勞；但是運(yùn)種方式受駕駛員駕駛習(xí)慣的影響極 大，沒有統(tǒng)一、科學(xué)且有效的判定理論進(jìn)行支撐。另一類疲勞檢測(cè)方法是通過圖像分析手段 對(duì)駕駛員臉部與眼睛特征進(jìn)行疲勞評(píng)估，此種方法通過圖像采集及處理系統(tǒng)來分析當(dāng)前駕 駛員是否疲勞，具有一定的實(shí)時(shí)性，但是依然沒有普遍適用性，因?yàn)槊總€(gè)人的生物特征是不 一樣的，有的人眼睛的外在表現(xiàn)并不能代表此刻的精神狀態(tài)，所W也存在很大的誤差；另 夕h目前此種方法采用的圖像采集及處理系統(tǒng)主要包括基于ARM的疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)、掛耳 朵式疲勞預(yù)警器、手表式疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)、方向盤觸摸式疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)等，其中基于 ARM的疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)存在的問題是系統(tǒng)構(gòu)成過于繁雜，功能單一，且可靠性差;掛耳朵 式疲勞預(yù)警器的功能非常簡(jiǎn)單，低頭就報(bào)警，然而考慮到打磕睡不一定就低頭，且磕睡導(dǎo)致 的低頭特征出現(xiàn)的比較晚，因而實(shí)時(shí)性不太好;手表式疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)利用脈搏的跳動(dòng) 來估測(cè)人是否疲勞，沒有科學(xué)的理論支撐和權(quán)威的科學(xué)依據(jù)，且不能解決突然睡著的問題； 方向盤觸摸式疲勞駕駛檢測(cè)系統(tǒng)利用在方向盤上安裝一些傳感器來感知駕駛員是否握住 方向盤，而駕駛員是否握住方向盤與疲勞狀態(tài)本質(zhì)上沒有直接關(guān)系，并且安裝傳感器后使 方向盤操作不方便。
[0003] 另外，目前所采用的疲勞駕駛檢測(cè)手段大多都是駕駛前或駕駛后測(cè)量，是超前或 滯后的，而非實(shí)時(shí)的，況且在駕駛室有限的空間內(nèi)安置復(fù)雜的檢測(cè)儀器也是十分困難的；而 且，駕駛員脫離駕駛室或未進(jìn)入駕駛室的精神狀態(tài)是不同的。因此，開發(fā)一套車載的、實(shí)時(shí) 的駕駛員疲勞檢測(cè)系統(tǒng)及對(duì)應(yīng)的疲勞駕駛監(jiān)測(cè)方法已成為國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者共同追求的目 標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于臺(tái)階 式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果 好，能簡(jiǎn)便、快速、實(shí)時(shí)對(duì)駕駛員的疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，實(shí)用價(jià)值高。
[000引為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲 勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征在于該方法包括W下步驟：
[0006]步驟一、設(shè)備連接及參數(shù)初始化:將腦電信號(hào)獲取裝置與腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端連接， 并通過腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端的主控忍片將疲勞臺(tái)階參數(shù)S_c的數(shù)值設(shè)定為0;
[0007] 所述腦電信號(hào)獲取裝置為Mindwave Mobile腦立方耳機(jī)或TGAM模塊;所述腦電信 號(hào)監(jiān)測(cè)裝置包括主控忍片W及分別與主控忍片連接的時(shí)鐘電路和報(bào)警提示單元；
[0008] 步驟二、腦電波信號(hào)采集:采用腦電信號(hào)獲取裝置且按照預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對(duì) 駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行采集及預(yù)處理，并將預(yù)處理后的腦電波信號(hào)同步傳送至腦電信號(hào) 監(jiān)測(cè)終端；
[0009] 步驟Ξ、腦電波信號(hào)分析處理:所述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端按照采樣時(shí)間先后順序?qū)?腦電信號(hào)獲取裝置每秒內(nèi)采集并預(yù)處理后的腦電波信號(hào)分別進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析處 理結(jié)果對(duì)此時(shí)駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行判斷；并且，所述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端對(duì)腦 電信號(hào)獲取裝置每秒內(nèi)采集并預(yù)處理后的腦電波信號(hào)的分析處理方法均相同;所述腦電信 號(hào)監(jiān)測(cè)終端對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置任一秒內(nèi)采集并預(yù)處理后的腦電波信號(hào)進(jìn)行分析處理時(shí)， 所述主控忍片調(diào)用臺(tái)階式疲勞判定模塊進(jìn)行分析處理，過程如下：
[0010] 步驟301、腦電波信號(hào)同步存儲(chǔ):對(duì)此時(shí)接收到的腦電信號(hào)獲取裝置一秒內(nèi)采集并 預(yù)處理后的腦電波信號(hào)進(jìn)行同步存儲(chǔ)；
[0011] 步驟302、冥想度與專注度提取:從此時(shí)所處理腦電波信號(hào)中提取出冥想度Μ與專 注度Α;
[0012] 步驟303、冥想度修正值及時(shí)間糾正參數(shù)確定:根據(jù)時(shí)鐘電路提供的當(dāng)前時(shí)刻Τ，對(duì) 此時(shí)的冥想度修正值A(chǔ) Μ和時(shí)間糾正參數(shù)Δ Τ分別進(jìn)行確定；
[0013] 其中，對(duì)冥想度修正值ΔΜ進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于6點(diǎn)且不晚于12點(diǎn)時(shí)，Δ Μ =30~15;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于12點(diǎn)且不晚于15點(diǎn)時(shí)，ΔΜ= 15~0;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于15點(diǎn)且不 晚于19點(diǎn)時(shí)，Δ 1 = 0~15;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于0點(diǎn)且不晚于6點(diǎn)或當(dāng)前時(shí)刻Τ晚于19點(diǎn)且不晚 于0點(diǎn)時(shí)，Δ 1=0;
[0014] 對(duì)時(shí)間糾正參數(shù)Δ Τ進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻Τ晚于6點(diǎn)且不晚于12點(diǎn)時(shí)，Δ Τ = 2~ 1.5;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于12點(diǎn)且不晚于15點(diǎn)時(shí)，ΔΤ=1.5~1.0;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于15點(diǎn)且不晚 于19點(diǎn)時(shí)，Δ T=1.0~1.5;當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻Τ晚于0點(diǎn)且不晚于6點(diǎn)或當(dāng)前時(shí)刻Τ晚于19點(diǎn)且不晚 于0點(diǎn)時(shí)，AT = 1.0;
[0015] 步驟304、疲勞臺(tái)階參數(shù)增減處理:根據(jù)步驟302中提取出的冥想度Μ與專注度A，并 結(jié)合步驟303中所確定的冥想度修正值ΔΜ和時(shí)間糾正參數(shù)ΔΤ，對(duì)此時(shí)疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的 數(shù)值進(jìn)行增減處理，并獲得增減處理后的疲勞臺(tái)階參數(shù)3_。當(dāng)
時(shí)，將疲勞臺(tái) 階參數(shù)s_c的數(shù)值加1;否則，對(duì)疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的數(shù)值進(jìn)行判斷：當(dāng)疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的數(shù) 值為0時(shí)，疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的數(shù)值保持不變；當(dāng)疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的數(shù)值含1時(shí)，將疲勞臺(tái)階 參數(shù)s_c的數(shù)值減1;
[0016] 步驟305、疲勞駕駛判斷:根據(jù)步驟304中增減處理后的疲勞臺(tái)階參數(shù)s_c的數(shù)值， 對(duì)此時(shí)駕駛員是否處于疲勞駕駛狀態(tài)進(jìn)行判斷：當(dāng)步驟304中增減處理后的疲勞臺(tái)階參數(shù) s_c的數(shù)值>N時(shí)，說明此時(shí)駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)，所述主控忍片控制報(bào)警提示單元進(jìn) 行報(bào)警提示;否則，說明此時(shí)駕駛員處于正常駕駛狀態(tài)；
[00Π ]其中，N為預(yù)先設(shè)定的疲勞駕駛判斷闊值，N為正整數(shù)且N=2~8;
[0018]步驟306、返回步驟301，對(duì)腦電信號(hào)獲取裝置下一秒內(nèi)采集并預(yù)處理后的腦電波 信號(hào)進(jìn)行分析處理。
[0019] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是:步驟305中所 述的N=3。
[0020] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是:步驟303中采 用時(shí)間區(qū)間法對(duì)冥想度修正值am進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻T晚于6點(diǎn)且不晚于15點(diǎn)時(shí)，時(shí)間 越晚，冥想度修正值am越??；當(dāng)當(dāng)前時(shí)刻刊免于15點(diǎn)且不晚于19點(diǎn)時(shí)，時(shí)間越晚，冥想度修 正值A(chǔ) Μ越大；
[0021] 步驟303中采用時(shí)間區(qū)間法對(duì)時(shí)間糾正參數(shù)AT進(jìn)行確定時(shí)，當(dāng)當(dāng)前時(shí)亥I"晚于6點(diǎn) 且不晚于15點(diǎn)時(shí)，時(shí)間越晚，時(shí)間糾正參數(shù)Δ T越?。划?dāng)當(dāng)前時(shí)刻T晚于15點(diǎn)且不晚于19點(diǎn) 時(shí)，時(shí)間越晚，時(shí)間糾正參數(shù)A T越大。
[0022] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是：步驟一中將 腦電信號(hào)獲取裝置與腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端連接時(shí)，還需W無線通信方式將腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端 的主控忍片與上位機(jī)連接；
[0023] 步驟305中所述主控忍片控制報(bào)警提示單元進(jìn)行報(bào)警提示時(shí)，所述主控忍片同步 向上位機(jī)發(fā)送該駕駛員的疲勞駕駛報(bào)警信息。
[0024] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是：步驟一中所 述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端還包括與主控忍片連接的參數(shù)輸入單元；
[0025] 步驟一中W無線通信方式將腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端的主控忍片與上位機(jī)連接后，還需 通過參數(shù)輸入單元輸入駕駛員基本信息，所述主控忍片對(duì)所輸入的駕駛員基本信息進(jìn)行存 儲(chǔ)并將所述駕駛員基本信息同步傳送至上位機(jī)；
[0026] 所述駕駛員基本信息包括駕駛員的姓名和聯(lián)系方式。
[0027] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是:所述腦電信 號(hào)監(jiān)測(cè)終端為智能手機(jī)。
[0028] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是：步驟Ξ中進(jìn) 行腦電波信號(hào)分析處理過程中，所述腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)終端的主控忍片還需調(diào)用導(dǎo)航模塊同步 獲取駕駛員所駕駛車輛的車輛基本信息，所述車輛基本信息包括車輛地理位置和車速；
[0029] 步驟302中進(jìn)行冥想度與專注度提取之前，還需從此時(shí)所處理腦電波信號(hào)中提取 出poorsingle，并根據(jù)poors ingle的數(shù)值對(duì)此時(shí)腦電信號(hào)獲取裝置的佩戴姿勢(shì)是否正確進(jìn) 行判斷：當(dāng)poorsingle的數(shù)值大于200時(shí)，說明腦電信號(hào)獲取裝置的佩戴姿勢(shì)不正確;否則， 說明腦電信號(hào)獲取裝置的佩戴姿勢(shì)正確。
[0030] 上述一種基于臺(tái)階式疲勞判定的疲勞駕駛腦電監(jiān)測(cè)方法，其特征是：步驟一中所 述腦電信號(hào)獲取裝置與腦電信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置之間W無線通信方式進(jìn)行通信；
[0031] 所述TGAM模塊包括對(duì)駕駛員的腦電波信號(hào)進(jìn)行提取的腦電信號(hào)提取裝置和對(duì)腦 電信號(hào)提取裝置所提取信號(hào)進(jìn)行采樣及預(yù)處理的腦電信號(hào)預(yù)處理裝置，所述腦電信號(hào)預(yù)處 理裝置與腦電信號(hào)提取裝置相接，所述腦電信號(hào)提取裝置包括對(duì)駕駛員額葉區(qū)的電位進(jìn)行 實(shí)