[发明专利]一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解方法及系统

权利要求书

1.一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，包括：

脑电信号采集终端，所述脑电信号采集终端用于采集驾驶员的脑电信号；

上位机，所述上位机与脑电信号采集终端信号连接，上位机用于分析脑电信号并计算出疲劳值特征值；

智能手机终端，所述智能手机终端与上位机信号连接，智能手机终端可根据疲劳值判断驾驶员的驾驶状态然后发出相应控制指令；

穴位电刺激仪，所述穴位电刺激仪与智能手机终端信号连接，穴位电刺激仪用于刺激人体穴位缓解疲劳。

2.根据权利要求1所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，所述脑电信号采集终端为TGAM脑电采集传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，所述上位机为PC机。

4.根据权利要求1所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，所述智能手机终端设有疲劳状态判断模块、主控模块、音乐模块和报警模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，所述穴位电刺激仪为多功能电刺激仪。

6.一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解方法，采用权利要求1-5任意一项所述的基于脑电图的驶疲劳检测与缓解系统，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过脑电信号采集终端采集驾驶员在清醒时和驾驶时的脑电信号，并将脑电信号传输至上位机；

（2）上位机分别对清醒时和驾驶时的脑电信号钟的进行预处理，提脑电信号中AF4导联θ波的(4~8Hz)频段信号，计算(4~8Hz)频段信号的样本熵SE，具体地：

1）．将长度为N的脑电信号记为x（1），x（2），…x（N），定义m维向量：

X_m（i）={ X_m（i），X_m（i+1）}，1≤i≤N-m+1

2）．对任意两个m维向量进行计算：

d[X_m（i），X_m（j）]=max[X_m（i+k）- X_m（j+k）]，0≤k≤m-1，i≠j，i≤N-m，j≤N-m

3）．给定一个阈值r，计算上述两个元素的最大差值小于这个阈值的总数：

4）．定义一个比值：

为C与总数的比，求其均值：

其中，为m维序列比的均值；

5）．信号增加到m+1维，重复以上步骤，可得m+1维序列的比例的均值：

6）．样本熵SE为：

当N为有限值时可用如下公式计算：

式中，选取r=0.2SD(SD是原始序列的标准差)，m=2

将驾驶员在清醒状态下脑电信号AF4导联计算所得的样本熵SE记为驾驶员的初始疲劳特征值G，将驾驶员在驾驶状态下脑电信号AF4导联计算所得的样本熵SE记为实时疲劳特征值F；

（4）将实时疲劳特征值F和初始疲劳特征值G输入至智能手机终端的疲劳状态判断模块进行比对判断驾驶员的驾驶疲劳状态：

若F≤1.2(G+k)，则驾驶员处于正常驾驶状态 ；

若1.2(G+k)＜F≤1.3(G+k)，则驾驶员处于轻度疲劳驾驶状态；若1.3(G+k)＜F≤1.5(G+k)，则驾驶员处于重度疲劳驾驶状态；

若F＞1.5(G+k)，则驾驶员处于极度疲劳状态；

所述k为疲劳阈值调节系数。

7.根据权利要求6所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解方法，其特征在于，所述步骤（2）中预处理是去除脑电信号中的工频噪声、眼电和肌电伪迹干扰。

8.根根据权利要求6所述的一种基于脑电图的驶疲劳检测与缓解方法，其特征在于，所述用户根据自己的耐疲劳能力调节疲劳阈值调节系数k。