基于腦電信號的駕駛疲勞實時檢測系統(tǒng).pdf

1、自發(fā)腦電信號具有實時性好、無需結構化物理環(huán)境等特點。為此,本文提出并設計了一套基于腦電信號的駕駛疲勞檢測系統(tǒng),通過對自發(fā)腦電信號進行腦電節(jié)律分析,實時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處理研究。
　　 駕駛員的腦電信號在駕駛環(huán)境中會不可避免地受到眼電、心電和肌電等信號干擾,對腦電信號中干擾成分進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)和獨立成分分析法(IndependentComponentAnalysis,ICA)進行了深入研究,在對實驗結果分析的基礎上,結合駕駛檢測系統(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。
　　 疲勞特征的抽取質量是疲勞檢測系統(tǒng)正常工作的關鍵。本文基于快速傅里葉變換法對腦電信號中α、β、θ、δ特征節(jié)律進行分

3、析,通過計算α、β、θ、δ各個特征節(jié)律的相對能量值,并求出疲勞指數(shù),進而估計駕駛員的疲勞程度。實驗結果驗證了特征提取與疲勞估計方法的正確性和有效性。
　　 (3)基于Matlab和VisualC++的駕駛疲勞實時檢測系統(tǒng)的軟件開發(fā)。
　　 駕駛疲勞實時檢測系統(tǒng)是在Matlab和VisualC++兩個軟件平臺下聯(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計、編寫與測試工作,最終按照函數(shù)文件的形式生成相應

4、的動態(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動接口進行設計,并調用Matlab編譯生成的動態(tài)鏈接庫函數(shù)完成相應的算法功能,最后在界面中顯示出計算結果并繪制相關曲線。
　　 (4)模擬駕駛系統(tǒng)的實驗設計與構建。
　　 為驗證駕駛疲勞檢測系統(tǒng)的有效性,搭建了模擬駕駛實驗平臺。讓受試者模擬駕駛過程,對受試者進行實時駕駛疲勞檢測。檢測共分兩個時段進行,