基于腦電信號(hào)的駕駛疲勞實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng).pdf

1、自發(fā)腦電信號(hào)具有實(shí)時(shí)性好、無需結(jié)構(gòu)化物理環(huán)境等特點(diǎn)。為此,本文提出并設(shè)計(jì)了一套基于腦電信號(hào)的駕駛疲勞檢測系統(tǒng),通過對自發(fā)腦電信號(hào)進(jìn)行腦電節(jié)律分析,實(shí)時(shí)判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)。取得的具體研究成果如下:
　　 (1)基于主成分分析法的腦電預(yù)處理研究。
　　 駕駛員的腦電信號(hào)在駕駛環(huán)境中會(huì)不可避免地受到眼電、心電和肌電等信號(hào)干擾,對腦電信號(hào)中干擾成分進(jìn)行濾波處理是確保疲勞檢測系統(tǒng)正常工作的前提保障。文中對主成分分析法(Princ

2、ipalComponentAnalysis,PCA)和獨(dú)立成分分析法(IndependentComponentAnalysis,ICA)進(jìn)行了深入研究,在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合駕駛檢測系統(tǒng)的具體要求,最終選擇PCA方法作為腦電預(yù)處理方法。
　　 (2)基于頻譜分析的疲勞特征的抽取與疲勞程度的估計(jì)。
　　 疲勞特征的抽取質(zhì)量是疲勞檢測系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。本文基于快速傅里葉變換法對腦電信號(hào)中α、β、θ、δ特征節(jié)律進(jìn)行分

3、析,通過計(jì)算α、β、θ、δ各個(gè)特征節(jié)律的相對能量值,并求出疲勞指數(shù),進(jìn)而估計(jì)駕駛員的疲勞程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了特征提取與疲勞估計(jì)方法的正確性和有效性。
　　 (3)基于Matlab和VisualC++的駕駛疲勞實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)的軟件開發(fā)。
　　 駕駛疲勞實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)是在Matlab和VisualC++兩個(gè)軟件平臺(tái)下聯(lián)合開發(fā)的。在Matlab環(huán)境下主要完成對核心算法部分各模塊的設(shè)計(jì)、編寫與測試工作,最終按照函數(shù)文件的形式生成相應(yīng)

4、的動(dòng)態(tài)鏈接庫(DynamicLinkLibrary,DLL)文件。在VisualC++環(huán)境下主要針對系統(tǒng)界面和腦電圖儀的驅(qū)動(dòng)接口進(jìn)行設(shè)計(jì),并調(diào)用Matlab編譯生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)完成相應(yīng)的算法功能,最后在界面中顯示出計(jì)算結(jié)果并繪制相關(guān)曲線。
　　 (4)模擬駕駛系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與構(gòu)建。
　　 為驗(yàn)證駕駛疲勞檢測系統(tǒng)的有效性,搭建了模擬駕駛實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。讓受試者模擬駕駛過程,對受試者進(jìn)行實(shí)時(shí)駕駛疲勞檢測。檢測共分兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行,