[发明专利]一种基于驾驶人心电RR间期的驾驶疲劳判别方法

权利要求书

1.一种基于驾驶人心电RR间期的驾驶疲劳判别方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一、利用生理记录仪实时采集驾驶人心电信号并进行预处理获得驾驶人心电RR间期的时间序列{x₁,x₂,......,x_T}，T为初始时刻到当前时刻采集的心电RR间期样本总数；

步骤二、根据基于心电RR间期序列的平稳性模型公式(1)计算对应序列结构残差u_t；其中1≤t≤T；

x_t＝c+u_t (1)

式中：x_t—对应于时刻t的驾驶人心电RR间期；

c—初始时刻到当前时刻T驾驶人心电RR间期时间序列均值，即

步骤三、根据一阶自相关模型公式(2)计算自回归残差序列对应于时刻t的自回归残差e_t；

u_t＝ρu_t-1+e_t (2)

其中u_t-1为对应于时刻t-1的序列结构残差；

步骤四、根据最小二乘法公式(3)估计模型参数ρ，ρ取值为[-1,1]；若u_t和u_t-1正相关，则ρ为正，若u_t和u_t-1负相关则ρ为负；

步骤五、根据条件方差的GARCH(1,1)模型公式(4)计算条件方差序列中对应于时刻t的条件方差h_t；

其中h_t-1是对应于上一时刻t-1的条件方差，h_t的初始值h₁＝0；e_t-1是对应于时刻t-1的自回归残差；c₁、c₂、c₃是模型参数，c₁≥0,c₂≥0,c₃≥0，并且c₁、c₂、c₃的取值应当使得f(z₁)×f(z₂)×......f(z_T)最大；z_T为对应于当前时刻T的标准化残差，f(z_t)为正态分布函数；

其中z_t为对应于当前时刻t的标准化残差；

步骤六、根据对应于时刻t的条件方差h_t判别驾驶人的疲劳等级是否变化：

设v_a表示条件方差h_t的平均值，σ₀代表平均值v_a的标准差，则

设置初始计数值level＝1；当h_t-v_a＞3σ₀时，将计数值level加1；若level＝1，则表示驾驶人疲劳等级为清醒，level＝2，则表示驾驶人疲劳等级为轻度疲劳，计数值level＝3则表示驾驶人疲劳等级为重度疲劳；计数值level＝4则表示驾驶人疲劳等级为困倦4个等级。