一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统。本实用新型包括数据收集系统、环境模拟系统和刺激任务反应系统，所述数据收集系统包括生物电信号采集器、信号放大器和第一计算机；所述环境模拟系统包括第二计算机、Playseat模拟驾驶器和投影仪；所述刺激任务反应系统包括第三计算机、扬声器和按钮。本实用新型通过一整套驾驶疲劳模拟实验来模拟真实的疲劳驾驶的环境，得到驾驶员疲劳时的生理特征和疲劳的产生机制，从而可大大降低由于驾驶员疲劳驾驶原因而导致的交通事故。
【专利说明】—种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及驾驶疲劳检测模拟系统，具体是一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统。
【背景技术】
[0002]疲劳驾驶，是指驾驶员在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆等原因都容易出现疲劳，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，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。所以说疲劳驾驶已成为了制约我国交通业发展的因素之一，因此对于驾驶疲劳检测方法的研究已经成为一个重要课题。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统。
[0004]本实用新型所采用的技术方案:
[0005]本实用新型包括数据收集系统、环境模拟系统和刺激任务反应系统。
[0006]所述数据收集系统包括生物电信号采集器、信号放大器和第一计算机；数据收集系统通过g.USBampl米集驾驶者的脑电和心电,驾驶者的脑电和心电在信号放大器上放大并在第一计算机上显示脑电与心电的测试值，并通过一张表RUNSHEET记录驾驶者情况。
[0007]所述环境模拟系统包括第二计算机、Play seat模拟驾驶器和投影仪；第二计算机实现极品飞车的运行，并通过投影仪完成驾驶路况的模拟，通过Play seat模拟驾驶器完成对驾驶器的模拟，从而实现驾驶的环境模拟。
[0008]所述刺激任务反应系统包括第三计算机、扬声器和按钮；用于完成图像刺激的第三计算机中的显示器放置于被试者前方70厘米处，被试者两侧放置有用于声音刺激的扬声器，受试者通过左右两边的按钮来回应两种刺激。
[0009]本实用新型的有益效果是:通过一整套驾驶疲劳模拟实验来模拟真实的疲劳驾驶的环境，得到驾驶员疲劳时的生理特征和疲劳的产生机制，从而可大大降低由于驾驶员疲劳驾驶原因而导致的交通事故。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型结构示意图；
[0011]图2为数据收集系统结构示意图；
[0012]图3为环境模拟系统结构示意图；
[0013]图4为刺激任务反应系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]本实施例提供了一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统。利用数据收集系统、环境模拟系统和刺激反应系统来模拟驾驶疲劳环境，并且采集疲劳状态的生理指标，实验为基于一套模拟实验装置对驾驶前后两个阶段的20个被试者的生理指标作统计显著性检验。
[0016]如附图1所示，其中的数据收集系统包括生物电信号采集器1、信号放大器2、计算机3，环境模拟系统包括投影面4、计算机5、Play seat模拟驾驶器6、一个投影仪7，计算机5上运行极品飞车软件，刺激任务反应系统包括计算机11以及TAV (警觉任务)。
[0017]如附图2所示的数据收集系统通过g.USBampl采集驾驶者的脑电和心电在信号放大器2上放大信号并在计算机3上显示脑电与心电的测试值，并通过一张表RUNSHEET记录驾驶者情况。
[0018]如附图3所示的环境模拟系统通过计算机5实现极品飞车的运行，并通过投影仪7完成驾驶路况的模拟，通过Playseat模拟驾驶器6完成对驾驶器的模拟，从而实现驾驶的环境模拟。
[0019]如附图4所示的刺激任务反应系统通过警觉任务实现刺激。警觉任务(TAV)分为两部分，分别为图像刺激和声音刺激。图像刺激是在被试者前方70厘米处的显示器8中心点上，以一定的时间出现“X”符号。声音刺激是通过放在受试者左右的两个扬声器9来实现。受试者通过按方向盘左右两边的按钮10来回应这两种刺激。第一按钮放置在左侧，用于回应声音刺激，第二按钮放置在右侧，用于回应信号刺激。
[0020]以下是模拟疲劳驾驶模拟实验的环境搭建，实验的流程设计和操作过程并脑电和心电信号的采集过程。
[0021]在实验过程中，被试者根据选定的赛道进行驾驶，以不偏离赛道为首要条件。实验包括8个阶段，每个阶段被试者都要开两圈。在每个阶段之后，被试者要作Karolinska困睡度量表和NASA-TLX量表。警觉任务的执行情况被电脑自动记录下来用于之后的分析。在每个阶段中，冲出赛道的次数也被记录下来。
[0022]20位被试者的脑电信号和心电信号从两套不同的设备中采集。有7位被试者是用Neuroscan 64导系统采集的数据。其中62通道记录头皮脑电，另外两通道分别记录垂直眼电和水平眼电，右耳垂被作为参考。采样频率为1000Hz，各导联阻抗均小于5。
[0023]其余被试者数据的采集是使用16通道的gUSBamp放大器(g.Tec公司)，记录了 Fz，Pz, 0z, Fpl, Fp2, F7, F3, F4, F8, C3, C4, P7, P3, P4, P8 和 EKG，其中 EKG 的电极放置于胸前部，记录心电信号。参考电极置于左耳，采样频率为256Hz，各导联阻抗均小于5。
[0024]根据驾驶疲劳主观评价、NASA-TLX和偏离赛道数、视听觉刺激结果综合得出脑电疲劳生理指标。
[0025]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于生物电技术的驾驶疲劳检测模拟系统，包括数据收集系统、环境模拟系统和刺激任务反应系统，其特征在于: 所述数据收集系统包括生物电信号采集器、信号放大器和第一计算机；数据收集系统通过g.USBampl采集驾驶者的脑电和心电，驾驶者的脑电和心电在信号放大器上放大并在第一计算机上显示脑电与心电的测试值，并通过一张表RUNSHEET记录驾驶者情况； 所述环境模拟系统包括第二计算机、Play seat模拟驾驶器和投影仪；第二计算机实现极品飞车的运行，并通过投影仪完成驾驶路况的模拟，通过Playseat模拟驾驶器完成对驾驶器的模拟，从而实现驾驶的环境模拟； 所述刺激任务反应系统包括第三计算机、扬声器和按钮；用于完成图像刺激的第三计算机中的显示器放置于被试者前方70厘米处，被试者两侧放置有用于声音刺激的扬声器，受试者通过左右两边的按钮来回应两种刺激。
【文档编号】A61B5/18GK204016312SQ201420407813
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】孔万增, 周凌霄, 徐亚松, 杜海韬 申请人:杭州电子科技大学