一种可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于驾驶安全技术领域，涉及驾驶员脑电信号采集装置的外形结构。
【背景技术】
[0002]驾驶人疲劳时判断能力下降、反应迟钝和操作失误增加。驾驶人处于轻微疲劳时，会出现换档不及时、不准确;驾驶人处于中度疲劳时，操作动作呆滞，有时甚至会忘记操作；驾驶人处于重度疲劳时，往往会下意识操作或出现短时间睡眠现象，严重时会失去对车辆的控制能力。驾驶人疲劳时，会出现视线模糊、腰酸背疼、动作呆板、手脚发胀或有精力不集中、反应迟钝、思考不周全、精神涣散、焦虑、急躁等现象。如果仍勉强驾驶车辆，则可能导致交通事故的发生。目前针对驾驶员的警觉度检测主要集中在一下三个方面:一、通过检测人体的生物信号，列如脑电信号、肌电信号、心率等，以此来判断人体的警觉度状态;二、通过检测人体的动作，例如头部动的运动来判断人体的警觉度状态;三、通过检测人体的眨眼频率来检测人体的警觉度状态。
[0003]公开号为CN102697494A的中国专利申请公开了一种高速列车驾驶员无线可穿戴脑电信号采集设备。其特征在于:上头箍带两端分别固定于周头箍圈左、右内侧，上头箍带下侧和周头箍圈内侧均安装有四个脑电采集电极;周头箍圈左外侧或右外侧安装有信号采集发射盒，信号采集发射盒内设有脑电信号采集器、无线数据发射器;脑电信号采集器分别与无线数据发射器和脑电采集电极电连接;上头箍带下侧和周头箍圈内侧的脑电采集电极位置分别与人脑左颞中区、右颞中区、左中央区、右中央区、左颞后区、右颞后区、左前额、右前额对应。该设备通过记录、分析后显示驾驶员的清醒状态，实现对驾驶员疲劳状态的实时监测和评估，根据检测结果进行提醒和考核，以提高高铁运营的安全性。其不足在于：因为该设备是固定的，而人体头部的大小是有差异的，从而使脑电采集电极不能够充分接触到头皮，从而产生误差，进而影响采集数据的精确性。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，它能够有效地解决脑电采集电极与人体头部接触状况不佳的问题，采用类似头带的设计，使用舒适、方便。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，包括头带和电源，头带为呈环状的中空结构，设置于头带内侧的脑电信号采集干电极与头带内部设置的脑电信号采集器芯片通过线缆连接，两枚并联的脑电信号采集芯片通过线缆分别与无线数据传输芯片连接，头带的前外部设置的电量指示灯与无线数据传输芯片连接，电源串接电源开关与脑电信号采集器芯片连接。
[0006]所述脑电信号采集干电极与脑电信号采集器芯片和无线数据传输芯片构成的回路为两组，对称设置。
[0007]所述的脑电信号采集芯片为TGAM集成模块，采样频率为512Hz;无线数据发射芯片为FBT06蓝牙模块，传输的波特率是57600B，所涉元器件之间分别通过线缆连接。所述头带为局部带松紧的针织材料。
[0008]本实用新型的工作过程和原理是：
[0009]本实用新型是为了检测驾驶员在驾驶过程中的驾驶状态而专门设计的头带，使用时需要将脑电信号采集干电极收集到的脑电数据通过无线数据发射芯片将处理后的信号传输到汽车的车载监控系统。由车载监控系统对接收的信号进行实时记录、分析处理，判别驾驶员的驾驶状态。驾驶员将本头带戴在头部，设置于头带内侧的脑电采集干电极分别对应人脑的左颞后区和右颞后区位置;电源打开后，两个脑电信号采集干电极开始工作，实时采集驾驶员的脑电信号；采集到的脑电信号经过去噪等预处理后，再使用稀疏分解和压缩感知的算法进行驾驶员的警觉度检测，得到驾驶员的警觉度信息;输出的驾驶员警觉度信息控汽车内部的减速装置和汽车的危险报警闪光灯的工作;若是驾驶员处于疲劳状态，其中汽车将缓慢减速;且汽车的危险警报闪光灯将持续向周围行驶中汽车的驾驶员发出警示，以避免交通事故的发生。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0011]本实用新型为头带式，体积小、轻便，能像戴普通头带那样直接戴于驾驶员头上，佩戴方便;同时不会对驾驶员的头部造成不适，从而不会影响驾驶员的正常驾驶操作，驾驶员易于接受。
【附图说明】
[0012]图I是本实用新型的立体结构左视图。
[0013]图2是本实用新型的立体结构右视图。
[0014]图3是本实用新型的立体结构俯视图。
[0015]图4是本实用新型的左侧内部结构剖视图。
[0016]图5是本实用新型的内部电路图.
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
[0018]本实用新型的一种【具体实施方式】是:头带I为环状中空针织物结构，内部结构左右对称，头带I内侧设有两组脑电信号采集干电极2，脑电信号采集干电极2通过线缆分别与脑电信号采集芯片3相连，脑电信号采集芯片3再分别连接各自的无线数据发射芯片4及电量指示灯6，头带I内部安装有干电池5及电源开关7。电量指示灯6设置在头带I的前方，使用时需要将脑电信号采集干电极2收集到的脑电数据通过无线数据发射芯片4传输到信号处理芯片并连接汽车控制电路以及安装配置的软件。驾驶员将本头带I戴在头部，设置于头带I内侧的脑电信号采集干电极2分别对应人脑的左颞后区和右颞后区位置;电源打开后，两个脑电采信号集干电极2开始工作，实时采集驾驶员的脑电信号;采集到的脑电信号经过去噪等预处理后，再使用稀疏分解和压缩感知的算法进行驾驶员的警觉度检测，得到驾驶员的警觉度信息;输出的驾驶员警觉度信息控制汽车内部的减速装置和汽车的危险报警闪光灯的工作;若是驾驶员处于疲劳状态，其中汽车将缓慢减速;且汽车的危险警报闪光灯将持续向周围行驶中汽车的驾驶员发出警示，以避免交通事故的发生。
[0019]作为一种优选，本例中采用的脑电信号采集芯片3选用的是TGAM集成模块，采样频率为512Hz;无线数据发射芯片4选用的是FBT06蓝牙模块，传输的波特率是57600B。
【主权项】
1.一种可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，包括头带（I)和电源(5)，其特征在于:头带(I)为呈环状的中空结构，设置于头带（I)内侧的脑电信号采集干电极(2)与头带（I)内部设置的脑电信号采集器芯片(3)通过线缆连接，两枚并联的脑电信号采集芯片(3)通过线缆分别与无线数据传输芯片(4)连接，头带（I)的前外部设置的电量指示灯(6)与无线数据传输芯片(4)连接，电源(5)串接电源开关(7)与脑电信号采集器芯片(3)连接。2.根据权利要求I所述的一种无线可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，其特征在于:所述脑电信号采集干电极(2)与脑电信号采集器芯片(3)和无线数据传输芯片(4)构成的回路为两组，对称设置。3.根据权利要求I所述的一种无线可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，其特征在于:所述的脑电信号采集芯片（3)为TGAM集成模块，采样频率为512Hz;无线数据发射芯片(4)为FBT06蓝牙模块，传输的波特率是57600B。4.根据权利要求I所述的一种无线可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，其特征在于:所述头带（I)为局部带松紧的针织材料。
【专利摘要】本实用新型提供了一种可穿戴的驾驶员脑电信号采集头带，属于驾驶安全技术领域，它能够有效地解决脑电信号采集干电极与人体头部接触状况不佳的问题。解决问题的技术方案为头带为呈环状的中空结构，设置于头带内侧的脑电信号采集干电极，头带内部设有脑电采集器芯片，脑电信号采集芯片通过线缆分别与无线数据传输芯片和脑电信号采集干电极连接，头带前部外部设置有电量指示灯和电源开关。所述脑电信号采集干电极为两组，对称设置。所述的脑电采集芯片为TGAM集成模块，采样频率为512Hz；无线数据发射芯片为FBT06蓝牙模块，传输的波特率是57600B。主要用于机动车驾驶员。
【IPC分类】A61B5/18, A61B5/0476
【公开号】CN205144580
【申请号】CN201520878190
【发明人】张祖涛, 张效良, 潘宏烨, 王富斌, 刘兴龙, 罗典媛
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月5日