基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统

文档序号:37352569发布日期:2024-03-18 18:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,包括有依次连接的:脑电信号调理及转换模块(1)、疲劳程度解码模块(2)、疲劳反馈调控模块(3),其特征在于,所述的脑电信号调理及转换模块(1)对使用者头部的模拟脑电信号进行调理、模/数转换,转化为脑电信号并传送至疲劳程度解码模块(2);所述的疲劳程度解码模块(2)提出轻量级特征自组织裁剪融合网络l-sfc-fnet,对脑电信号进行实时疲劳解码,计算使用者的实时疲劳程度;所述的疲劳反馈调控模块(3)根据使用者的实时疲劳程度,对使用者施加微电流刺激,以提高使用者的专注力、改善疲劳状况;该系统具备校准模式和工作模式共两种模式,当系统处于校准模式下,脑电信号将被存储并用于模型个性化匹配,当系统处于工作模式下,脑电信号将被直接用于清醒和疲劳态分类。

2.根据权利要求1所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,所述的脑电信号调理及转换模块(1),包括有:脑电电极(11)、用于脑电信号调理和模/数转换的多通道脑电采集模块(12)、用于控制多通道脑电采集模块(12)的微处理器单元(13)以及分别连接多通道脑电采集模块(12)、微处理器单元(13)的第一供电模组(14);其中,

3.根据权利要求1所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,所述的疲劳程度解码模块(2),提出一种轻量级特征自组织裁剪融合网络l-sfc-fnet,该模型针对脑电信号蕴含着丰富的时、频、空域特征进行优化设计;同时,为了提高计算效率,该模型采用多种参数固定的层代替可训练参数的层,最大限度地降低了模型的训练时间和空间成本,能够为每个使用者自动匹配最优参数解空间;该模型包括有依次连接的:

4.根据权利要求1所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,所述的疲劳反馈调控模块(3)包括有:第二供电模组(31)、微电流发生模块(32)、输出电极(33)、通信模块(34);其中,

5.根据权利要求1所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,当系统处于校准模式下,使用者需要分别在清醒和疲劳两种状态下,各采集5分钟数据进行校准操作;当系统处于工作模式下,疲劳程度解码模块(2)将实时对清醒或疲劳状态进行分类,并将分类结果发送至疲劳反馈调控模块(3),进行疲劳状态的实时调控。

6.根据权利要求5所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,所述的校准操作,包括如下步骤:

7.根据权利要求5所述的基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,其特征在于,所述的疲劳状态的实时调控,包括如下步骤:


技术总结
本发明涉及智能穿戴设备领域,提出了基于脑机智能穿戴设备的疲劳调控系统,包括有脑电信号调理及转换模块、疲劳程度解码模块、疲劳反馈调控模块。首先通过脑电信号调理及转换模块,从使用者头部采集脑电信号;随后提出轻量级特征自组织裁剪融合网络L‑SFC‑FNet,采用多种参数固定的层代替可训练参数的层,最大限度地降低了模型的训练时间和空间成本,能够为每个使用者自动匹配最优参数解空间,对脑电信号进行实时疲劳解码,计算使用者的实时疲劳程度。本发明利用疲劳反馈调控模块,当使用者长时间处于疲劳状态时施加微电流刺激,促使使用者集中精神、恢复正常状态,有益于提高工作效率、创造更多的财富价值、更好地发挥社会价值。

技术研发人员:高忠科,孙新林,郝雨时,李浩宇
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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