一种检测和消除人脑疲劳的方法
【专利摘要】本发明涉及一种检测和消除人脑疲劳的方法，它包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块，频段选取模块、脑电波量化模块、判断模块和反馈模块，其中信号采集模块通过电极连接电子仪器，将人脑的脑电波信号进行采集，并将生物电信号送入频段选取模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超出该值，判断为疲劳状态，将信号送入反馈模块，发出警报和疲劳的信号。采用本发明技术方法，可以及时检测驾驶员的疲劳程度，并做出适当缓解疲劳解决反馈器，能够很大程度缓解驾驶者的疲劳。
【专利说明】一种检测和消除人脑疲劳的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及缓解驾驶员疲劳驾驶的方法，更具体地说，涉及一种检测和消除人脑疲劳的方法。
【背景技术】
[0002]目前，疲劳驾驶造成交通事故一个重要原因。驶人睡眠质量差或不足，或者长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸方面。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。
[0003]预防驾驶疲劳是保证行车安全的最有效途径，但是目前市场还没有简单易行方法对驾驶者的大脑进行疲劳程度检测，采取较好缓解疲劳或者提交驾驶者采用缓解疲劳的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种对使用者的大脑进行检测和消除大脑疲劳的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
一种检测和消除人脑疲劳的方法，它包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块，频段选取模块、脑电波量化模块、判断模块和反馈模块，其中信号采集模块通过电极连接电子仪器，将人脑的脑电波信号进行采集，并将采集来的人脑脑电波送入信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将脑电波信号进行滤波放大处理，并将生物电信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测脑波信号，选取其中的专著度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超出该值，判断为疲劳状态，将信号送入反馈模块，发出警报和疲劳的信号。
[0005]作为一种优先方案，在判断模块设有蓝牙发射模块，蓝牙发射模块将DSP芯片输出的判断信号通过无线方式传送出去，在反馈模块设蓝牙接收模块，以实现无线信号传输。
[0006]作为一种优先方案，所述的信息采集模块的电极采用表面接触电极。
[0007]作为一种优先方案，所述的信息采集模块的电极分布矢状线或冠状线分布，采集方式采用单极测量法和双极测量法。
[0008]作为一种优先方案，所述的信号滤波和放大模块选择频率范围在0.1Hz -1OOHz脑电波信号进行放大。
[0009]作为一种优先方案，所述的脑电波量化模块的DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将输入信号通过低通滤波器，再经过中值算法和平均值算法，再采用时间积分的方法，每隔几秒算出一个注意力和放松力的数值。将脑电波信号进行量化处理。
[0010]作为一种优先方案，所述的反馈模块为发出疲劳警示和消除疲劳消除方案的反馈器。
[0011]本发明的有益效果在于:采用本发明技术方法，可以及时检测驾驶员的疲劳程度，并根据疲劳程度，做出适当缓解疲劳解决反馈器，能够很多程度缓解驾驶者的疲劳，减少交通事故发生机率，保护使用者的人身和财产安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明模块图；
图2是本发明10/20系统脑电电极定位法I ;
图3是本发明10/20系统脑电电极定位法2 ；
图4是本发明的10%间隔的脑电电极定位法；
图5是本发明的脑波频段和相关的大脑状态的表图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合说明书附图对本发明作进一步说明:
本发明首先涉及技术名称进行解释:
本发明电极，是用于生物电信号的测量需，并与生物体接触，并与电子仪器连接；
如图1所示，本一种检测和消除人脑疲劳的方法，它包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块，频段选取模块、脑电波量化模块、判断模块和反馈模块，其中信号采集模块通过电极连接电子仪器，将人脑的脑电波信号进行采集，并将采集来的人脑脑电波送入信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将脑电波信号进行滤波放大处理，并将生物电信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测脑波信号，选取其中的专著度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超出该值，判断为疲劳状态，将信号送入反馈模块，发出警报和疲劳的信号。
[0014]作为一种优先方案，在判断模块设有蓝牙发射模块，蓝牙发射模块将DSP芯片输出的判断信号通过无线方式传送出去，在反馈模块设蓝牙接收模块，以此来实现无线信号传输，使得使用者更加方便。
[0015]作为一种优先方案，所述的信息采集模块的电极采用表面接触电极。表面接触电极，这类电极直接与皮肤接触，使用电阻较低的金属制成，常用的材质有:氯化银、金、不锈钢等。常见的医用EEG电极就是这一类型。EEG含义为脑电图描记器。
[0016]作为一种优先方案，所述的信息采集模块的电极分布矢状线或冠状线分布，采集方式采用单极测量法和双极测量法。EEG电极的分布通常采用国际10/20系统脑电电极定位法，见图2和图3所示，在这个系统中21个电极均位于头皮表面，相邻电极间的距离以10%和20%来确定，故称为10/20系统，定位由2条标志线做为基准:矢状线，从鼻根至枕骨隆突的边线，从前向后标记出5个点:Fpz, Fz, Cz, Pz, Oz,其中鼻根至Fpz、枕骨隆突至Oz的长度各占整条线全长的10%，其余5点间距各占全长的20% ;冠状线，这是两耳道之间的连线，从左耳向右耳也标记出5个点:T3，C3, Cz, C4, T4，其中左耳道与T3、右耳道与T4的长度各占全长的10%，其余各点间距各占全长的20%。两条线的交汇点Cz常作为电极帽是否戴正的基准点。最后以同样的原则定出Fpl，Fp2, F3, F4, F7, F8, C3, C4, P3,P4, T5, T6, 01，02，再加上左耳垂(Al)和右耳垂(A2)，一共21个电极。
[0017]除了标准的10/20系统定义的21个电极外，美国脑波学会于1991年在原10/20系统中电极20%间隔间又加入了 10%间隔的电极，并于同年标准化，详细定义见图4。
[0018]EEG的采集通常有单极测量法和双极测量法。单极测量是采集每个电极与参考电极的电位差，双极测量采集的是每对电极的电位差。两种方式可以互相转换，不过单极测量相对容易，因为电极与参考极距离通常较远，压差相对大些，而双极测量因它只记录两个电极间的电位差，这个压差相对于本身幅值已经很小的EEG来说就更小了，但双极测量更容易采集到不同区域有意义的差异数据，并可以消除电极间的共地干扰。
[0019]作为一种优先方案，所述的信号滤波和放大模块选择频率范围在0.1Hz -1OOHz脑电波信号进行放大。
[0020]常见的脑波信号可以根据频谱划分为δ、θ、α、μ、β、Y ,现以WIKIPEDIA为基准
Delta ( δ) 0.1 - 4 Hz Theta ( θ ) 4 - 7 Hz Alpha(a )8 - 12 Hz
Μιι(μ )8 - 13 Hz
Beta(P)12 - 30 Hz
Gamma (y) 25 - 100 Hz
见图5所示，脑波频段和相关的大脑状态，我们可以选择与疲劳状态重合的脑波频段，以提高测试准确性。
[0021]作为一种优先方案，所述的脑电波量化模块的DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将输入信号通过低通滤波器，再经过中值算法和平均值算法，再采用时间积分的方法，每隔几秒算出一个注意力和放松力的数值。将脑电波信号进行量化处理。
[0022]作为一种优先方案，所述的反馈模块为发出疲劳警示和消除疲劳消除方案的反馈器。
[0023]采用本发明技术方法，可以及时检测驾驶员的疲劳程度，并根据疲劳程度，做出适当缓解疲劳解决反馈器，能够很多程度缓解驾驶的疲劳，减少交通事故发生机率，保护使用者的人身和财产安全。
[0024]以上所述仅是对本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定，故在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本发明申请专利的保护范围内。
【权利要求】
1.一种检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:它包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块，频段选取模块、脑电波量化模块、判断模块和反馈模块，其中信号采集模块通过电极连接电子仪器，将人脑的脑电波信号进行采集，并将采集来的人脑脑电波送入信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将脑电波信号进行滤波放大处理，并将生物电信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测脑波信号，选取其中的专著度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超出该值，判断为疲劳状态，将信号送入反馈模块，发出警报和疲劳的信号。
2.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:在判断模块设有蓝牙发射模块，蓝牙发射模块将DSP芯片输出的判断信号通过无线方式传送出去，在反馈模块设蓝牙接收模块，以实现无线信号传输。
3.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:所述的信息采集模块的电极采用表面接触电极。
4.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:所述的信息采集模块的电极分布矢状线或冠状线分布，采集方式采用单极测量法和双极测量法。
5.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:所述的信号滤波和放大模块选择频率范围在0.1Hz -1OOHz脑电波信号进行放大。
6.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:所述的脑电波量化模块的DSP处理芯片将接收过来脑电波信号进行初步的转换和处理，将输入信号通过低通滤波器，再经过中值算法和平均值算法，再采用时间积分的方法，每隔几秒算出一个注意力和放松力的数值，将脑电波信号进行量化处理。
7.根据权利要求1所述的检测和消除人脑疲劳的方法，其特征在于:所述的反馈模块为发出疲劳警示和消除疲劳消除方案的反馈器。
【文档编号】G08B21/06GK103700219SQ201310563939
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】梁钟铭 申请人:东莞龙昌数码科技有限公司, 东莞龙昌智能技术研究院