[发明专利]一种基于人体表面肌电信号的驾驶疲劳检测系统

说明书

本发明公开了一种基于人体表面肌电信号的驾驶疲劳检测系统，包括检测模块、预警实施模块；所述检测模块由电源单元、电极单元、带通滤波放大电路单元、蓝牙信号发射单元组成，主要完成人体表面肌电信号的采集与传输工作；所述预警实施模块由蓝牙信号接收单元、信号处理单元、语音报警单元、电机震动单元组成，主要完成人体表面肌电信号的处理，与预警实施工作；该本发明结构设计合理，节约成本，采用多选择进行人体肌肉的表面肌电信号采集，并且能够快速、准确识别肌肉疲劳状态，对利用表面肌电信号进行疲劳驾驶预警具有很大的促进作用。

技术领域

本发明涉及安全驾驶领域，尤其涉及的是，一种基于人体表面肌电信号的驾驶疲劳检测系统。

背景技术

近年来，全球汽车保有量持续递增。尤其在我国，由于人民经济条件的提高和汽车价格的下降，汽车几乎成为了每个家庭的必备品。汽车在带给我们出行便利的同时，也带来了很多的安全隐患，尤其是疲劳驾驶。虽然国家通过法律法规明令禁止疲劳驾驶，但是仍然有很多驾驶员由于长时间持续行车，产生生理机能和心理机能的失调，进而发生交通事故。并且，疲劳驾驶经常出现在高速公路，很容易酿成恶性交通事故。这主要由于两个方面：第一，由于驾驶人主观上不以为然，存在侥幸心理；第二，驾驶人主观上没有认知到自己处于疲劳驾驶，而在客观上却出现了驾驶技能下降的现象。研究表明，在驾驶员出现疲劳驾驶时，对其进行报警干预，可大大降低交通事故的发生。因此，对驾驶人进行实时监控，以及必要时刻的预警，是非常有必要的。

经过对现有技术的检索发现，中国发明专利公布号：CN 105662407A，公布日期：2016年6月15日，名称：一种基于表面肌电技术的驾驶员疲劳检测系统。该发明公开了一种基于表面肌电技术的驾驶员疲劳检测系统,包括疲劳检测终端设备和远程监控中心两部分,其中,疲劳检测终端设备设计为可穿戴头环,可穿戴头环上包括启动关闭按钮、表面肌电检测电极、数据处理与控制器、振动电机和无线发射装置。该发明利用表面肌电检测技术的原理对眼部范围内表面肌电信号的检测实现疲劳状态的检测。该实施例的方法通过本地检测预警和网络后台预警联动,可以为驾驶员疲劳检测提供了一种原理简单、实现难度相对较低、参数相关性大、准确性高的检测系统。但是该方法在进行眼部开闭运动检测时，需要将表面肌电检测电极放置于眼部周围位置，这可能会影响驾驶员的视野，或者给驾驶员造成额外的驾驶负担。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在生物信号采集与处理领域，提供一种基于表面肌电信号技术的驾驶员疲劳检测系统，系统主要通过检测电极，检测驾驶员的肱二头肌，或者其他能够表征驾驶疲劳的肌肉的表面肌电信号，并通过放大电路和带通滤波电路进行放大、滤波处理，从而得到较为纯净的人体表面肌电信号；之后，利用傅里叶变换得到肱二头肌的频域信息，根据中心频率的变化，判断肌肉的疲劳程度，从而实现疲劳状态的检测。通过检测系统与预警系统联合工作，不仅可以实现对驾驶员驾驶状态的实时监测，并可以实现提醒功能。

为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：一种基于人体表面肌电信号的驾驶疲劳检测系统，包括检测模块、预警实施模块；所述检测模块由电源单元、电极单元、带通滤波放大电路单元、蓝牙信号发射单元组成，主要完成人体表面肌电信号的采集与传输工作；所述预警实施模块由蓝牙信号接收单元、信号处理单元、语音报警单元、电机震动单元组成，主要完成人体表面肌电信号的处理，与预警实施工作；

所述检测模块为双层结构，下层为表面肌电信号采集板，上层为无线蓝牙发射单元；所述预警实施模块为非封闭式手环结构，外体由弹性塑胶密封；

所述电极单元与带通滤波放大电路单元设于表面肌电信号采集板上；所述电极单元由两片40*40mm电极片组成，并且设于检测模块最下方，直接接触被测肌肉表皮；所述电极单元与表面肌电信号采集板，通过2个纽扣式接口连接；所述表面肌电信号采集板为45*90圆角长方形，四角开有圆孔；

所述无线蓝牙发射单元为45*90圆角长方形，四角开有圆孔；所述表面肌电信号采集板与无线蓝牙发射单元通过4根绝缘塑料柱连接；