一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)。本實用新型包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)包括生物電信號采集器、信號放大器和第一計算機(jī)；所述環(huán)境模擬系統(tǒng)包括第二計算機(jī)、Playseat模擬駕駛器和投影儀；所述刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)包括第三計算機(jī)、揚聲器和按鈕。本實用新型通過一整套駕駛疲勞模擬實驗來模擬真實的疲勞駕駛的環(huán)境，得到駕駛員疲勞時的生理特征和疲勞的產(chǎn)生機(jī)制，從而可大大降低由于駕駛員疲勞駕駛原因而導(dǎo)致的交通事故。
【專利說明】—種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)，具體是一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]疲勞駕駛，是指駕駛員在長時間連續(xù)行車后，產(chǎn)生生理機(jī)能和心理機(jī)能的失調(diào)，而在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象。駕駛?cè)怂哔|(zhì)量差或不足，長時間駕駛車輛等原因都容易出現(xiàn)疲勞，疲勞后繼續(xù)駕駛車輛，會感到困倦瞌睡，四肢無力，注意力不集中，判斷能力下降，出現(xiàn)動作遲誤或過早，操作停頓或修正時間不當(dāng)?shù)炔话踩蛩?，極易發(fā)生道路交通事故。所以說疲勞駕駛已成為了制約我國交通業(yè)發(fā)展的因素之一，因此對于駕駛疲勞檢測方法的研究已經(jīng)成為一個重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案:
[0005]本實用新型包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)。
[0006]所述數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)包括生物電信號采集器、信號放大器和第一計算機(jī)；數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)通過g.USBampl米集駕駛者的腦電和心電,駕駛者的腦電和心電在信號放大器上放大并在第一計算機(jī)上顯示腦電與心電的測試值，并通過一張表RUNSHEET記錄駕駛者情況。
[0007]所述環(huán)境模擬系統(tǒng)包括第二計算機(jī)、Play seat模擬駕駛器和投影儀；第二計算機(jī)實現(xiàn)極品飛車的運行，并通過投影儀完成駕駛路況的模擬，通過Play seat模擬駕駛器完成對駕駛器的模擬，從而實現(xiàn)駕駛的環(huán)境模擬。
[0008]所述刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)包括第三計算機(jī)、揚聲器和按鈕；用于完成圖像刺激的第三計算機(jī)中的顯示器放置于被試者前方70厘米處，被試者兩側(cè)放置有用于聲音刺激的揚聲器，受試者通過左右兩邊的按鈕來回應(yīng)兩種刺激。
[0009]本實用新型的有益效果是:通過一整套駕駛疲勞模擬實驗來模擬真實的疲勞駕駛的環(huán)境，得到駕駛員疲勞時的生理特征和疲勞的產(chǎn)生機(jī)制，從而可大大降低由于駕駛員疲勞駕駛原因而導(dǎo)致的交通事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為環(huán)境模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]本實施例提供了一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)。利用數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和刺激反應(yīng)系統(tǒng)來模擬駕駛疲勞環(huán)境，并且采集疲勞狀態(tài)的生理指標(biāo)，實驗為基于一套模擬實驗裝置對駕駛前后兩個階段的20個被試者的生理指標(biāo)作統(tǒng)計顯著性檢驗。
[0016]如附圖1所示，其中的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)包括生物電信號采集器1、信號放大器2、計算機(jī)3，環(huán)境模擬系統(tǒng)包括投影面4、計算機(jī)5、Play seat模擬駕駛器6、一個投影儀7，計算機(jī)5上運行極品飛車軟件，刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)包括計算機(jī)11以及TAV (警覺任務(wù))。
[0017]如附圖2所示的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)通過g.USBampl采集駕駛者的腦電和心電在信號放大器2上放大信號并在計算機(jī)3上顯示腦電與心電的測試值，并通過一張表RUNSHEET記錄駕駛者情況。
[0018]如附圖3所示的環(huán)境模擬系統(tǒng)通過計算機(jī)5實現(xiàn)極品飛車的運行，并通過投影儀7完成駕駛路況的模擬，通過Playseat模擬駕駛器6完成對駕駛器的模擬，從而實現(xiàn)駕駛的環(huán)境模擬。
[0019]如附圖4所示的刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)通過警覺任務(wù)實現(xiàn)刺激。警覺任務(wù)(TAV)分為兩部分，分別為圖像刺激和聲音刺激。圖像刺激是在被試者前方70厘米處的顯示器8中心點上，以一定的時間出現(xiàn)“X”符號。聲音刺激是通過放在受試者左右的兩個揚聲器9來實現(xiàn)。受試者通過按方向盤左右兩邊的按鈕10來回應(yīng)這兩種刺激。第一按鈕放置在左側(cè)，用于回應(yīng)聲音刺激，第二按鈕放置在右側(cè)，用于回應(yīng)信號刺激。
[0020]以下是模擬疲勞駕駛模擬實驗的環(huán)境搭建，實驗的流程設(shè)計和操作過程并腦電和心電信號的采集過程。
[0021]在實驗過程中，被試者根據(jù)選定的賽道進(jìn)行駕駛，以不偏離賽道為首要條件。實驗包括8個階段，每個階段被試者都要開兩圈。在每個階段之后，被試者要作Karolinska困睡度量表和NASA-TLX量表。警覺任務(wù)的執(zhí)行情況被電腦自動記錄下來用于之后的分析。在每個階段中，沖出賽道的次數(shù)也被記錄下來。
[0022]20位被試者的腦電信號和心電信號從兩套不同的設(shè)備中采集。有7位被試者是用Neuroscan 64導(dǎo)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。其中62通道記錄頭皮腦電，另外兩通道分別記錄垂直眼電和水平眼電，右耳垂被作為參考。采樣頻率為1000Hz，各導(dǎo)聯(lián)阻抗均小于5。
[0023]其余被試者數(shù)據(jù)的采集是使用16通道的gUSBamp放大器(g.Tec公司)，記錄了 Fz，Pz, 0z, Fpl, Fp2, F7, F3, F4, F8, C3, C4, P7, P3, P4, P8 和 EKG，其中 EKG 的電極放置于胸前部，記錄心電信號。參考電極置于左耳，采樣頻率為256Hz，各導(dǎo)聯(lián)阻抗均小于5。
[0024]根據(jù)駕駛疲勞主觀評價、NASA-TLX和偏離賽道數(shù)、視聽覺刺激結(jié)果綜合得出腦電疲勞生理指標(biāo)。
[0025]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于生物電技術(shù)的駕駛疲勞檢測模擬系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、環(huán)境模擬系統(tǒng)和刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)包括生物電信號采集器、信號放大器和第一計算機(jī)；數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)通過g.USBampl采集駕駛者的腦電和心電，駕駛者的腦電和心電在信號放大器上放大并在第一計算機(jī)上顯示腦電與心電的測試值，并通過一張表RUNSHEET記錄駕駛者情況； 所述環(huán)境模擬系統(tǒng)包括第二計算機(jī)、Play seat模擬駕駛器和投影儀；第二計算機(jī)實現(xiàn)極品飛車的運行，并通過投影儀完成駕駛路況的模擬，通過Playseat模擬駕駛器完成對駕駛器的模擬，從而實現(xiàn)駕駛的環(huán)境模擬； 所述刺激任務(wù)反應(yīng)系統(tǒng)包括第三計算機(jī)、揚聲器和按鈕；用于完成圖像刺激的第三計算機(jī)中的顯示器放置于被試者前方70厘米處，被試者兩側(cè)放置有用于聲音刺激的揚聲器，受試者通過左右兩邊的按鈕來回應(yīng)兩種刺激。
【文檔編號】A61B5/18GK204016312SQ201420407813
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】孔萬增, 周凌霄, 徐亞松, 杜海韜 申請人:杭州電子科技大學(xué)