[发明专利]基于蓝牙脑电耳机的实时驾驶疲劳检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及实时检测驾驶员驾驶疲劳状态的方法和设备，特别是包含一种基于MindWave脑电耳机和智能手机的驾驶员疲劳检测方法及系统。

背景技术

随着现代交通运输业的飞速发展，交通事故已成为当前全球所面临的严重问题，研究如何有效预防和监测驾驶员疲劳驾驶状态具重要的现实意义。疲劳驾驶是指由于驾驶员长时间连续驾驶车辆，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。

目前驾驶员疲劳检测技术一般可分为主观检测和客观监测，主观检测是由自己或他人，通过主观调查表，驾驶员自我记录表等进行的疲劳评定。客观监测可分为：基于驾驶员生理信号特征，基于驾驶员操作特征，基于车辆行驶状态和多特征信息融合的检测方法。从生理学的角度，疲劳的状态可通过对脑电、眨眼频率等体征的变化来进行监测，这也是目前公认的最为有效的监测方法。

本发明将基于NeuroSky公司最新研发的Mindwave脑电耳机采集驾驶员的脑电及眨眼信号，并通过蓝牙技术将数据发送给智能手机，经过特征提取和分类，检测驾驶员是否疲劳驾驶，最后再将疲劳信息及时反馈给驾驶员。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于蓝牙脑电耳机的实时驾驶疲劳检测系统及检测方法，克服了现有关于驾驶疲劳检测研究中，大型脑机接口设备体积大，费用高，不能广泛应用于实际的缺点，具有体积小，成本低，使用简单，携带方便等优点。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于蓝牙脑电耳机的实时驾驶疲劳检测系统，包括脑电耳机和智能终端，所述脑电耳机一个输入端与使用者前额的脑电传感器连接，另一个输入端与使用者耳部电极连接，通过干电极获得使用者FP1和A1信道的脑电波电压变化，所述脑电耳机将反映脑电强度的数字信号输出至智能终端进行疲劳驾驶检测。

基于蓝牙脑电耳机的实时驾驶疲劳检测系统的检测方法，首先提示驾驶员将耳机正确佩戴，将前额传感器贴于左前额，将耳套圈的耳夹夹在耳垂上，确保传感器与额头、耳夹与耳垂完全接触，并建立脑电耳机与智能终端的连接配对；

包括以下步骤：

第一步：读取脑电耳机数据并传至智能终端，脑电耳机数据中包含原始脑电信号Rawdata和眨眼信息；

第二步，智能终端对第一步收到的原始脑电信号Rawdata通过离散短时傅里叶变换的方法，进行特征提取和去除其中的干扰信号，分离出三种需要的脑电信号theta，lowalpha，highalpha；

第三步，利用脑电耳机提供的眨眼数据接口，记录每分钟眨眼次数，得到眨眼频率E；

第四步，利用第二步处理得到的脑电信号Rawdata，求取不疲劳时三种脑电特征信号的正常值，设定其为疲劳检测判断的标准值。

第五步，将之后读到的三种实时脑电信号数据与第四步得到的标准值分别进行比较，得出三种疲劳参数；

第六步，根据眨眼频率E和三种疲劳参数判断驾驶员疲劳程度值，并将疲劳程度值通过智能终端反馈给驾驶员，从而实现基于蓝牙脑电耳机的实时驾驶疲劳检测系统。

进一步的，上述第二步包括以下过程：

利用离散短时傅里叶变换，将脑电信号Rawdata从时域变换到频域，进行特征提取，将脑电信号中theta，lowalpha，highalpha三种脑电信号提取出来，同时将原始脑电信号Rawdata中高频眨眼肌肉抖动或低频眼动伪迹去除；离散短时傅里叶变换公式如下：