基于脑电信号的驾驶员疲劳程度检测 张爱玛18301050275 疲劳驾驶是酿成许多交通事故的罪魁祸首,因此如何检测驾驶员的疲劳程度 成为一个安全技术研究的重要领域。本项生物技术一—“基于脑电信号的驾驶员 疲劳程度检测”属于生物信息技术,对改善国家交通安全状况具有重要意义 利用脑电信号来判断驾驶员疲劳程度被认为是最准确、最客观的分析方法。 脑电是大脑皮层神经细胞集群因电活动而产生的电生理信号,一般在几微伏到几 百微伏之间。脑电波由各种节律性的波组成,依频率不同而分为δ,θ,α,β 波,其频率分别为0.5~4.0,4.0~8.0,8.0~14.0,14.0~30.0Hz。 1.25 12 清醒实验者的脑电变化曲线 疲劳实验者的脑电变化曲线 驾驶员处于疲劳状态时,大脑的思维活动会降低,从而β波及高频脑电波会 减少,而α波会增多;当从疲劳转为瞌睡或睡眠状态时,占主导的脑电频率会逐 步降低为慢波θ波。因此,可以采用脑电功率谱的比值R=(α+θ)/β来描述驾 驶疲劳的脑电特征,作为检测驾驶疲劳的指标。 模抵驾驶图像 视願采集装置疲劳驾驶实验平台 忽日电、心电等生理参数 生理测试仪 驾驶操纵行为 车辆动力 学模型 工作站 虚拟场景「视景显示 设备 仿真 疲劳驾驶实验平台原理图 采用单级导联法测量实验者的脑电信号,参考电极选用双耳垂接法,用短时 傅里叶变换对脑电信号进行处理,通过在时域加窗将非平稳的脑电信号转换为 系列短时平稳信号,再对脑电数据进行功率谱分析,从而求得脑电δ,θ,α,基于脑电信号的驾驶员疲劳程度检测 张爱玛 18301050275 疲劳驾驶是酿成许多交通事故的罪魁祸首，因此如何检测驾驶员的疲劳程度 成为一个安全技术研究的重要领域。本项生物技术——“基于脑电信号的驾驶员 疲劳程度检测”属于生物信息技术，对改善国家交通安全状况具有重要意义。 利用脑电信号来判断驾驶员疲劳程度被认为是最准确、最客观的分析方法。 脑电是大脑皮层神经细胞集群因电活动而产生的电生理信号，一般在几微伏到几 百微伏之间。脑电波由各种节律性的波组成，依频率不同而分为δ，θ，α，β 波，其频率分别为 0.5～4.0，4.0～8.0，8.0～14.0，14.0～30.0Hz[1]。 清醒实验者的脑电变化曲线 疲劳实验者的脑电变化曲线 驾驶员处于疲劳状态时，大脑的思维活动会降低，从而β波及高频脑电波会 减少，而α波会增多；当从疲劳转为瞌睡或睡眠状态时，占主导的脑电频率会逐 步降低为慢波θ波。因此，可以采用脑电功率谱的比值 R=(α+θ)／β来描述驾 驶疲劳的脑电特征，作为检测驾驶疲劳的指标。 疲劳驾驶实验平台原理图 采用单级导联法测量实验者的脑电信号，参考电极选用双耳垂接法，用短时 傅里叶变换对脑电信号进行处理，通过在时域加窗将非平稳的脑电信号转换为一 系列短时平稳信号，再对脑电数据进行功率谱分析，从而求得脑电δ，θ，α