一种基于脑电图识别的疲劳驾驶检测方法

摘要

本发明提供一种基于脑电图识别的疲劳驾驶检测系统及方法，包括惯性测量单元、脑电采集单元、处理器单元和上位机；惯性测量单元固定到方向盘的正，用于测量方向盘旋转角度；脑电采集单元由受试者佩戴，用于采集受试者的EEG信号；上位机用于根据惯性测量单元测量的方向盘旋转角度和脑电采集单元采集的EEG信号进行疲劳驾驶检测，并将检测结果发送到处理器单元；处理器单元用于接收疲劳驾驶检测结果，通过无线方式将接收到的检测结果经移动基站发送到上位机控制中心。本发明利用共空间模式和小波包变换，通过采集驾驶过程中被试者EEG信号和方向盘驾驶操作信息建立基于脑电图识别的疲劳驾驶状态评估模型，使驾驶疲劳检测更加准确。

主权项

一种基于脑电图识别的疲劳驾驶检测的方法，所采用的基于脑电图识别的疲劳驾驶检测系统，包括惯性测量单元、脑电采集单元、处理器单元和上位机；惯性测量单元固定到方向盘的正中央，用于测量方向盘旋转角度；脑电采集单元由受试者佩戴，用于采集受试者的EEG信号；上位机用于根据惯性测量单元测量的方向盘旋转角度和脑电采集单元采集的EEG信号进行疲劳驾驶检测，并将检测结果发送到处理器单元；处理器单元用于接收疲劳驾驶检测结果，通过无线方式将接收到的检测结果经移动基站发送到上位机控制中心；其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤1：通过采集驾驶过程中被试者的EEG信号和方向盘驾驶操作信息，确定驾驶疲劳状态与驾驶员方向盘操作数据的关系，并建立基于脑电图识别的疲劳驾驶状态评估模型；步骤1.1：采集驾驶过程中被试者在清醒状态、疲劳状态及非常疲劳状态下的EEG信号及相应方向盘驾驶操作信息；方向盘驾驶操作信息包括零速百分比和角度标准差；零速百分比表征所选时间内方向盘不动的程度，角度标准差表征所选时间内方向盘转角的变动水准，零速百分比PNS＝n/N，N为时间范围内的方向盘旋转角度总采样点数，n为时间范围内的方向盘旋转角度总采样点数中角速度在±1°/s之间的采样点个数；角度标准差其中，x_i为时间范围内的方向盘旋转角度数值；步骤1.2：利用小波包对被试者的EEG信号进行重构，利用共空间模式方法对重构的EEG信号进行特征提取，得到EEG信号的特征向量；步骤1.2.1：基于小波包变换进行EEG信号特征提取，重构出自发脑电节律；步骤1.2.2：对自发脑电节律进行基于共空间模式的EEG信号特征提取，得到EEG信号的特征向量；步骤1.3：确定疲劳驾驶状态与驾驶员方向盘操作数据的对应关系；步骤1.4：采用支持向量机建立基于脑电图识别的疲劳驾驶状态评估模型，该模型的输入为被试者在清醒状态、疲劳状态及非常疲劳状态下的EEG信号的特征向量，该模型的输出为被试者的疲劳驾驶状态，即清醒状态、疲劳状态及非常疲劳状态；步骤2：实时采集驾驶过程中被试者的EEG信号和方向盘驾驶操作信息，并根据基于脑电图识别的疲劳驾驶状态评估模型进行疲劳驾驶状态评估；步骤3：处理器通过无线方式将疲劳驾驶评估结果和被试者所在位置信息发送给上位机控制中心，同时语音模块发出语音提示。