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基于皮电和肌电的驾驶疲劳判别阈值研究

2021-04-28兰成辉李江天李敏宋战兵

科技风 2021年5期

兰成辉 李江天 李敏 宋战兵

摘 要:为获得客观而准确的駕驶疲劳判别阈值,基于穿戴设备采集了4小时模拟驾驶过程中的皮电、肌电和脑电信号,通过反应时间和脑电信号区分清醒与疲劳状态,计算不同状态下皮电肌电信号样本熵值,最后绘制ROC曲线确定清醒和疲劳之间的判别阈值。研究表明:皮电信号样本熵在疲劳状态下低于清醒状态,而肌电信号样本熵在疲劳状态下高于清醒状态,但变化规律不一致,可能与不同疲劳程度有关;皮电信号样本熵阈值为0.0197,准确率为0.91;肌电信号阈值为0.70185,准确率为0.85。

关键词:驾驶疲劳;皮电;肌电;阈值;样本熵

目前,驾驶疲劳检测研究主要分以下三类:基于驾驶员行为特征的研究[1]、基于车辆行为特征的研究[2]以及基于驾驶员生理参数的研究[3]。鉴于前两类研究容易受光照和路况等环境因素影响,例如视野正面光照强烈时,驾驶员会眯眼、注视方向会偏移,车辆行为特征在拥挤的城市路段行驶和通畅的郊区路段行驶本身就存在差别,都会对疲劳驾驶产生干扰,而驾驶员生理信号能很好的避开上述环境因素造成的影响,因此本研究选择从生理参数方面探索驾驶疲劳发展规律,以及检测驾驶疲劳的方法。

1 实验设计与设备

本研究招募了12名被试进行了4小时高速单调路况下模拟驾驶实验,应用Bio-Radio无线生理检测仪实时动态追踪和采集生理信号皮电肌电的变化规律及疲劳发生的过程,并利用NE无线……

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