[发明专利]一种基于脑电信号的疲劳监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于脑电信号的疲劳监测方法及装置，所述方法包括：利用设置于安全帽内的四组采集电极采集第一脑电信号；利用陀螺仪对所述第一脑电信号进行筛选，获取第二脑电信号；利用卡尔曼滤波算法对所述第二脑电信号进行滤波，获取第三脑电信号；利用疲劳状态判断算法对所述第三脑电信号进行疲劳状况判断。如此，采集到的脑电信号数据通过无线传输从便携式脑电设备传输到上位机，对采集到的脑电信号数据进行进一步的处理，便于脑电处理的流程和算法的应用，并针对工人运动下的脑电信号进行滤波和数据质量验证，为疲劳监测提供可靠的数据来源。

技术领域

本发明涉及脑电波监测技术领域，尤其涉及一种基于脑电信号的疲劳监测方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

便携式脑电设备能够比较方便地对用户的脑电信号进行采集和监测，现市面上的脑电设备大部分导联数较少，一般只有两组电极，且数据采集过程中容易受到运动过程中肌电的干扰，从而对数据质量产生影响，后续数据分析可靠性也较差。特别是将便携式脑电设备应用于工人工作时的精神状态的监控中，信号采集过程中将会混合非常多的肌电信号干扰。

便携式脑电设备由于采集精度的问题，一般不能用于较为复杂的脑电分析用途，较为常见的功能包括：眨眼检测，疲劳监测和情绪识别。这几种应用对于采集数据的位置有特定的要求，要求便携式脑电设备的采集电极放置在特定位置区域，部分便携式脑电设备由于设计问题，电极位置并不能很好地对应功能区域，且大部分便携式脑电设备都是具有单独的电极固定支架，且对于在高空工作且需要佩戴安全帽的工人来说并不适合。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于脑电信号的疲劳监测方法及装置，以解决现有脑电设备采集数据精度差、易受运动时肌电干扰、脑电电极位置与用途不对应和较难同时与安全帽同时使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于脑电信号的疲劳监测方法，包括：

利用设置于安全帽内的四组采集电极采集第一脑电信号；

利用陀螺仪对所述第一脑电信号进行筛选，获取第二脑电信号；

利用卡尔曼滤波算法对所述第二脑电信号进行滤波，获取第三脑电信号；

利用疲劳状态判断算法对所述第三脑电信号进行疲劳状况判断。

优选地，所述利用陀螺仪对所述第一脑电信号进行筛选，获取第二脑电信号，包括：

将所述第一脑电信号输入所述陀螺仪，对所述陀螺仪测量的角度波动信号进行频谱分析和判断；

当所述角度波动信号的主要频段是在4-13Hz时，则判断当前的所述第一脑电信号的质量为不可靠，并剔除当前的所述第一脑电信号；

当所述角度波动信号的主要频段不在4-13Hz时，则判断当前的所述第一脑电信号的质量是可靠的，并将当前的所述第一脑电信号作为所述第二脑电信号。

优选地，所述利用卡尔曼滤波算法对所述第二脑电信号进行滤波，获取第三脑电信号，公式如下：

P(t|t-1)＝AP(t-1|t-1)A^T+Q

K(t)＝P(t|t-1)C^T(CP(t|t-1)C^T+R)^-1

P(t|t)＝(I-K(t)C)P(t|t-1)