基于驾驶员生命体征的智能监控系统_施海VIP专享VIP免费

第23卷第4期Vo.l23No.4重庆工学院学报(自然科学)JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScience)2009年4月Apr.2009*收稿日期:2008-10-29基金项目:重庆市科委应用基金资助项目(CSTC,2007BB2399).作者简介:施海(1974)),男,重庆人,实验师,主要从事控制理论和控制工程研究.基于驾驶员生命体征的智能监控系统*施海1,王伟2,谢峰1(1.重庆理工大学,重庆400050;2.重庆三峡水利电力(集团)股份有限公司,重庆400400)摘要:综合了传感器技术、单片机等各项技术.基于对驾驶员生命体征的分析,对不同精神状态时驾驶员的特异性生理指标进行分析比较,建立了驾驶员生理信息库.利用模糊聚类的方法及驾驶员生理信息采集正交实验,并综合直观分析法分析了不同实验因素对被测试精神状态的影响,建立驾驶操作和驾驶员生理指标之间的关系模型.然后找出驾驶操作行为和驾驶状态之间的关系,综合驾驶员各项生理指标,通过单片机技术及硬件设备实现对汽车司机疲劳的监控)))判别驾驶员的不同精神状态:正常、临界或疲劳.实验结果显示:该方法对驾驶员体能状态能准确定位,同时能够满足实时性要求.关键词:PERCLOS;生理信息库;关系模型;模糊识别;模糊聚类分析中图分类号:U491;TP277文献标识码:A文章编号:1671-0924(2009)04-0025-05IntelligenceMonitoringSystemBasedonVitalSignsofDriverSHIHai1,WANGWei2,XIEFeng1(1.ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400050,China;2.ChongqingThreeGorgesWaterConservancyandElectricPower(Group)Co.Ltd,Chongqing400400,China)Abstract:Inthispapercombinessensortechnologyandothersingle-chiptechnology.Basedonthepilotvitalsignsanalysisofthedifferentstateofmind,thispaperanalyzesandcomparesdriverpsspecificphysiologicalindicatorstoestablishadriverphysiologicalinformationbase.Fuzzyclusteringapproach,driverpsphysiologicalinformationcollectionorthogonalexperimentandintuitivelycomprehensiveanalysisofdifferentfactorsontheexperimentareusedtoanalyzetheimpactofvariousfactorsonmentalstateofsubjectssoastoestablishrelationshipmodelofdrivingoperationanddriverpsphysiologicalindicators.Andthentherelationshipbetweenthedriverpsintegratedphysiologicalindicatorsoperationanddrivingstateisfoundou.tIntegratingvariousphysiologicalindicationsofdrivers,driverpsfatigueismonitoredwithsingle-chiptechnologyanditshardwaredevicestoidentifythedifferentpsychosisstatesofdrivers:norma,lcriticalorfatigue.Theresultsshowthatthemethodiscapableofthephysicalstateofthedrivertogetabetterposition,andatthesametime,meetsrea-ltimerequirements.Keywords:PERCLOS;physiologicalinformationbase;relationshipmode;lfuzzyidentification;fuzzyclusteringanalysis美国国家公路交通安全局(NHTSA)最近几年的调查[3]显示:每年平均有56000起车祸与疲劳驾驶相关,造成40000人受伤,1544人死亡(占交通事故死亡总人数的3.7%),调查还显示有27%的受访者表示有过开车打瞌睡的经历.公安部交通管理局1999年与2000年的统计结果表明:由于疲劳驾驶产生的交通事故占1.4%和1.15%,产生的死亡率分别是2.5%和2.23%.因此有必要研制一套能够判别司机疲劳程度的警报装置,现在许多国家正积极进行这方面的研究.1疲劳状态的生命体征的检测1)疲劳会产生脑电变化.大脑皮层兴奋与抑制时,在脑电图上的表现是不相同的:清醒情况下,安静闭目时为A波(频率为8~13Hz);兴奋时,脑电图表现为低波幅、快活动(称B波,频率在13Hz以上);抑制时,脑电图表现为高波幅、慢活动(称H波,频率为4~7Hz);高度抑制,如深睡时,出现高幅更慢的波(称D波,频率为0.5~4Hz).有人把脑电图看成是测量瞌睡的/金标准0.根据脑电图的频率分布和波形,可推测大脑活动的功能状态,从而推测是否存在心理疲劳.2)头部姿势.疲劳时头部会经常向下倾斜,据统计[2]:对于大部分人,头部位置与疲劳度的相关系数在0.8左右.而少数人疲劳时头部姿势基本不会变化,相关系数呈现负值.该方法可作为疲劳检测的辅助手段.3)瞳孔直径的...